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如图所示,一根劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置,上下两端各固定质量均为M的物体A和...

如图所示,一根劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置,上下两端各固定质量均为M的物体AB(均视为质点),物体B置于水平地面上,整个装置处于静止状态,一个质量的小球P从物体A正上方距其高度h处由静止自由下落,与物体A发生碰撞(碰撞时间极短),碰后AP粘在一起共同运动,不计空气阻力,重力加速度为g

1)求碰撞后瞬间PA的共同速度大小;

2)当地面对物体B的弹力恰好为零时,求PA的共同速度大小.

3)若换成另一个质量的小球Q从物体A正上方某一高度由静止自由下落,与物体A发生弹性碰撞(碰撞时间极短),碰撞后物体A达到最高点时,地面对物块B的弹力恰好为零.求Q开始下落时距离A的高度.(上述过程中QA只碰撞一次)

 

(1)(2)(3) 【解析】 本题考查物体的自由下落、碰撞以及涉及弹簧的机械能守恒问题. (1)设碰撞前瞬间P的速度为,碰撞后瞬间二者的共同速度为 由机械能守恒定律,可得 由动量守恒定律可得 , 联立解得 (2)设开始时弹簧的压缩量为x,当地面对B的弹力为零时弹簧的伸长量为,由胡可定律可得 ,, 故 二者从碰撞后瞬间到地面对B的弹力为零的运动过程中上升的高度为 由可知弹簧在该过程的始末两位置弹性势能相等,即 设弹力为零时二者共同速度的大小为v,由机械能守恒定律,得 , 解得 (3)设小球Q从距离A高度为H时下落,Q在碰撞前后瞬间的速度分别为,碰后A的速度为,由机械能守恒定律可得 由动量守恒定律可得 由能量守恒可得 , 由(2)可知碰撞后A上升的最大高度为 由能量守恒可得 联立解得 。  
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如图所示,在第Ⅱ象限内有水平向右的匀强电场,在第I象限和第IV象限的圆形区域内分别存在如图所示的匀强磁场,在第IV象限磁感应强度大小是第Ⅰ象限的2倍.圆形区域与x轴相切于Q点,QO点的距离为L,有一个带电粒子质量为m,电荷量为q,以垂直于x轴的初速度从轴上的P点进入匀强电场中,并且恰好与y轴的正方向成60°角以速度v进入第I象限,又恰好垂直于x轴在Q点进入圆形区域磁场,射出圆形区域磁场后与x轴正向成30°角再次进入第I象限。不计重力。求:

1)第I象限内磁场磁感应强度B的大小:

2)电场强度E的大小;

3)粒子在圆形区域磁场中的运动时间。

 

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龙泉中学某物理小组欲利用如图所示的电路同时测量一只有30格刻度的毫安表的量程、内阻和光敏电阻的阻值与光照强度之间的关系。实验室能提供的实验器材有:学生电源(输出电压为,内阻不计)、电阻箱(最大阻值999.9 Ω)、单刀双掷开关一个、导线若干。

1)该小组实验时先将电阻箱的阻值调至最大,然后将单刀双掷开关接至a端,开始调节电阻箱,发现将电阻箱的阻值调为800Ω时,毫安表刚好偏转20格的刻度;将电阻箱的阻值调为500Ω时,毫安表刚好能满偏。

实验小组据此得到了该毫安表的量程为Ig=____ mA,内阻=_____Ω

2)该小组查阅资料得知,光敏电阻的阻值随光照强度的变化很大,为了安全,该小组需将毫安表改装成量程为3 A的电流表,则需在毫安表两端________(选填串联并联)一个阻值为_______Ω的电阻。(结果保留一位小数)

3)改装完成后(表盘未改动),该小组将单刀双掷开关接至b端,通过实验发现,流过毫安表的电流I(单位:mA)与光照强度E(单位:cd)之间的数量关系满足,由此可得光敏电阻的阻值R(单位:Ω)与光照强度E(单位:cd)之间的关系为=________Ω

 

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为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,某同学设计了如图所示的装置进行实验。实验中,当木块位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面,不考虑B反弹对系统的影响。将A拉到P点,待B稳定后,A由静止释放,最终滑到Q点。测出POOQ的长度分别为hs

1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮,为了解决这个问题,可以适当________增大减小)重物的质量。

2)滑块APO段和OQ段运动的加速度大小比值为__________

3)实验得AB的质量分别为mM,可得滑块与桌面间的动摩擦因数μ的表达式为_______(用mMhs表示)。

 

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如图所示,在竖直平面内有一匀强电场,一带电量为+q、质量为m的小球在力F的作用下,沿图中虚线由MN做竖直向上的匀速运动。已知力FMN之间的夹角为45°MN之间的距离为d,重力加速度为g。则下列说法正确的是(  )

A. 电场的方向可能水平向左

B. 电场强度E的最小值为

C. qEmg时,小球从M运动到N时电势能变化量为零

D. F所做的功一定为

 

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在《流浪地球》的新太阳时代,流浪2500年的地球终于定居,开始围绕比邻星做匀速圆周运动,己知比邻星的质量约为太阳质量的,目前地球做匀速圆周运动的公转周期为1y,日地距离为1AUAU为天文单位)。若新太阳时代"地球的公转周期也为1y,可知新太阳时代”( )

A.地球的公转轨道半径约为AU

B.地球的公转轨道半径约为AU

C.地球的公转速率与目前地球绕太阳公转速率的比值为12

D.地球的公转速率与目前地球绕太阳公转速率的比值为14

 

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