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如图所示,一个由水平粗糙部分和光滑竖直半圆弧部分组成的轨道,静止放置在光滑的水平...

如图所示,一个由水平粗糙部分和光滑竖直半圆弧部分组成的轨道,静止放置在光滑的水平面上,轨道水平部分长为L,半圆的半径为R。可视为质点的小物块以某一初速度从轨道水平部分右端滑上轨道,先是刚好到达与半圆弧圆心等高的位置,最后又恰好回到水平轨道的最右端,已知重力加速度为g

1)求小物块与水平轨道之间的动摩擦因数;

2)若固定轨道,给小物块同样的初速度,小物块恰好通过半圆弧的最高点,求小物块的初速度以及小物块与轨道的质量之比。

 

(1);(2),。 【解析】 (1)设小物块的初速度为v0,质量为m,轨道质量为M,小物块与水平轨道的动摩擦因素为μ,轨道不固定时,小物块运动到与圆弧等高位置时速度为v1,最后回到初位置时的速度为v2。小物块从开始到与圆弧圆心等高位置系统水平方向动量守恒,有 又根据能量守恒有 整个过程动量水平方向动量守恒有 根据能量守恒有 联立以上各式解得 (2)轨道固定时,设小物体在圆弧最高点的速度为v,小物块从初始位置到圆弧最高点根据动能定理可得 在圆弧最高点有 联立以上两式结合(1)可得 因为两次初速度相同,故结合(1)的结果 联立可解得: 答:(1)小物块与水平轨道之间的动摩擦因数; (2)小物块的初速度以及小物块与轨道的质量之比。  
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考点分析:
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某物理课外小组利用图(a)中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系.图中,置于实验台上的长木板水平放置,其右端固定一轻滑轮,轻绳跨过滑轮,一端与放在木板上的小滑车相连,另一端可悬挂钩码.本实验中可用的钩码共有个,每个质量均为.实验步骤如下:

(1)为了平衡小车与木板间的摩擦力,将个钩码全部放入小车中,在长木板左下方垫上适当厚度的小物快,使小车(和钩码)可以在木板上_______(填“匀速”、“加速”、“减速”)下滑.

(2)从小车上取个钩码挂在轻绳右端,其余个钩码仍留在小车内;用手按住小车并使轻绳与木板平行.由静止释放小车,同时用传感器记录小车在时间内相对于其起始位置的位移,则小车的加速度 _______(用表达).

(3)依次改变的值,分别测出小车相应的加速度,得到图像如图(b)所示,已知该直线的斜率为,重力加速度为,则小车(不含钩码)的质量为____________.(用表达)

(4)若以“保持木板水平”来代替步骤(1),下列说法正确的是_______(填正确答案标号).

A.图线不再是直线

B.图线仍是直线,该直线不过原点

C.图线仍是直线,该直线的斜率变大

 

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欲测量某种材料的电阻率 ρ,现提供以下实验器材:

A20分度的游标卡尺

B.螺旋测微器

C.电流表A1(量程为50mA,内阻r1=100Ω)

D.电流表A2(量程为100mA,内阻r2约为40Ω)

E.滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流为2A)

F.直流电源E(电动势为3V,内阻很小)

G.导电材料R2(长约为5cm,电阻约为100Ω)

H.开关一只、导线若干。

请回答下列问题:

1)用游标卡尺测得该材料的长度如图甲所示,其示数L=___________cm,用螺旋测微器测得该材料的外直径如图乙所示,其示数D=___________mm

2)某小组设计了如图丙、丁所示的两种实验方案的电路图,为了尽可能精确地测量该材料的电阻率ρ应选用图___________(”)所示电路。

3)某次实验中电流表A1和电流表A2的示数分别为I1I2,用所测得的物理量符号和已知物理量的符号表示该材料的电阻率ρ=___________

 

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如图所示,一沿水平方向的匀强磁场分布在宽度为2L的某矩形区域内(长度足够大),该区域的上下边界MN、PS是水平的.有一边长为L的正方形导线框abcd从距离磁场上边界MN的某高处由静止释放下落而穿过该磁场区域,已知当线框的ab边到达PS时线框刚好做匀速直线运动.以线框的ab边到达MN时开始计时,以MN处为坐标原点,取如图所示的坐标轴x,并规定逆时针方向为感应电流的正方向,向上为安培力的正方向,不计空气阻力.则关于线框中的感应电流i和线框所受到的安培力Fab边的位置坐标x的以下图线中,可能正确的是(  )

A. B. C. D.

 

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如图甲所示是一打桩机的简易模型.质量m=1kg的物块在恒定拉力F作用下从与铁钉接触处由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,到最高点后自由下落,撞击铁钉后两者一起向下运动.若以初始状态物块与铁钉接触处为零势能点,物块上升过程中,机械能E与上升高度h的关系图象如图乙所示.撞击前不计所有摩擦和空气阻力,已知铁钉的质量为0.2kgg=10m/s2.则

A.物块在F作用下向上运动的加速度大小为

B.物块上升过程的最大速度为

C.物块上升到高度处拉力F的瞬时功率为12W

D.铁钉被撞击后瞬间速度大小为

 

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带正电的空心金属球壳置于绝缘座上,五个原不带电的金属球如图放置,用细轻金属杆将A球与B球相连,C球与大地用导线相连,DE两球用导线相连,且E球置于空心金属球壳内并与其内壁紧紧贴在一起,当系统达到静电平衡时,下列说法正确的是

A.A球带正电,B球带负电,A球电势等于B球电势

B.C球与大地相连,所以不带电

C.D球带正电,E球不带电

D.E球与D球用导线相连,二者均带电

 

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