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如图所示,足够长的斜面倾角为30°,初始时,质量均为m的滑块A、B均位于斜面上,...

如图所示,足够长的斜面倾角为30°,初始时,质量均为m的滑块AB均位于斜面上,且AB间的距离为L=1m。现同时将两个滑块由静止释放,已知滑块AB与轨道间的动摩擦因数分别为,重力加速度,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑块之间发生的碰撞为弹性碰撞,滑块可视为质点。求:

(1)经过多长时间,滑块之问发生第一次碰撞?

(2)再经过多长时间,滑块之间发生第二次碰撞?

(3)A从释放到最终停止所运动的位移。

 

(1)t=1s (2) (3)x=5m 【解析】 将两滑块由静止释放后,对滑块A进行受力分析,由牛顿第二定律得: 得 对B有 , 故B静止 则 得 t=1s (2)设发生第一次碰撞前的瞬间滑块A的速度是 碰后滑块A、B的速度分别是、,由弹性碰撞得: 解得 滑块B开始向下做匀减速直线运动,由牛顿第二定律得: 设滑块B下滑时间t0后停止运动,则 由于,B停止运动时二者仍未发生第二次碰撞,即 得 (3)由(2)知,每次碰撞后B先减速到零,再次与A碰撞,又 最终A,B将静止在斜面上,设A下滑的位移为x,由能量守恒得: 解得: x=5m  
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如图所示,在xOy平面内,y0空间存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,第三象限空间存在方向沿x轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子(不计重力),以大小为、方向与y轴正方向夹角θ=60°的速度沿纸面从坐标为A点进入电场中,然后从坐标为B点垂直x轴进入磁场区域,并通过坐标为C点,最后从x轴上的D点(图中未画出)射出磁场。求:

(1)电场强度的大小E,以及粒子通过B点时的速度大小;

(2)磁场的磁感应强度大小B

(3)粒子从A点运动到D点所用的时间t

 

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如图所示,质量均为m的带电小球AB用长为L的绝缘轻杆连接,A带电量为+qB带电量为-qA用绝缘轻弹簧,B用绝缘轻绳分别悬挂在水平天花板上。已知弹簧的劲度系数为k,两悬点CD间距离也为L,整个空间存在竖直向上的匀强电场,场强E,静止时轻杆处于水平位置。今剪断轻绳,由于空气阻力,经相当长的时间后,两球再次处于静止状态。求:

(1)两次平衡时弹簧的形变量分别为多少;

(2)整个过程中空气阻力做的功。

 

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如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,有一长为l1m的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m2kg的小球,小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,己知O点到斜面底边的距离为L3mg10m/s2。若小球运动到最低点B时细线刚好断裂,求:

(1)细线能够承受的最大拉力;

(2)细线断裂后,小球继续运动到斜面底边时到C点的距离。(C点为AB连线与底边的交点,斜面底边与AC垂直)

 

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研究小组要精确测量一个只有刻度、没有刻度值的电压表的内阻和一个失去标签的电源的电动势。研究小组设计了没有系统误差的测量方法,电路如图所示。其中电流表量程为30mAR1是阻值范围0~1000的电阻箱,是阻值范围0~500的滑动变阻器。

(1)先测电压表的内阻:将开关闭合,调节R1使电流表、电压表都取合适刻度,多次改变R1的值、同时保持_________不变,记录R1和对应的电压表指示的格数N。根据数据作图像,得到一条一次函数图像,截距为b,斜率为k,那么电压表的内阻等于_________

(2)再测电源电动势:断开、闭合,调节R1使电流表有合适的读数,再保持_________不变,多次改变R1,同时记录电流表和R1读数。根据数据作,的函数图线,截距为b,斜率为k,那么电源的电动势等于_________

 

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在探究加速度与力、质量的关系实验中,将一端带有滑轮的长木板放在水平桌面上,小车通过轻细绳跨过定滑轮与小砂桶连接,小车与纸带相连,打点计时器所用交流电的频率为f=50Hz,平衡摩擦力后,在保持实验小车质量不变的情况下,打开电源,释放小车,根据纸带得到小车运动的加速度为a;多次改变砂桶和沙子的总质量m,根据纸带计算出对应的加速度。

(1)在验证质量一定,加速度a与合外力F的关系时,某学生根据实验数据作出了如图乙所示的aF图象,其中图线不过原点并在末端发生了弯曲现象,产生这两种现象的原因可能有____________

A.木板右端垫起的高度过大

B.木板右端垫起的高度过小

C.砂桶和沙子的总质量m远小于小车和砝码的总质量M

D.砂桶和沙子的总质量m未远小于小车和砝码的总质量M

(2)实验过程中打出的一条理想纸带如图丙所示,图中OABCDEF为相邻的计数点,相邻两计数点间还有4个打出的点未画出,则小车运动的加速度a=__________。(结果保留3位有效数字)

(3)小车质量M一定,改变砂桶中沙子的质量,砂桶和沙子的总质量为m,根据实验数据描绘出的小车加速度a与砂桶和沙子的总质量m之间的关系图象如图丁所示,则小车的质量M=________kg。(g

 

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