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如图所示,质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上,质量m=1kg的小球通过长L...

如图所示,质量M=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上,质量m=1kg的小球通过长L=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴O连接,小球和轻杆可在竖直平面内绕O轴自由转动,开始轻杆处于水平状态,现给小球一个竖直向上的初速度="4" m/sg10

1)若锁定滑块,试求小球通过最高点P时对轻杆的作用力大小和方向.

2)若解除对滑块的锁定,试求小球通过最高点时的速度大小.

(3)在满足(2)的条件下,试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离.

 

(1),方向竖直向上(2)(3) 【解析】 (1)设小球能通过最高点,且此时的速度为,在上升过程中,因只有重力做功,小球的机械能守恒.则 ① ② 设小球到达最高点时,轻杆对小球的作用力为F,方向向下,则③ 由②③式,得④ 由牛顿第三定律可知,小球对轻杆的作用力大小为,方向竖直向上. (2)解除锁定后,设小球通过最高点时的速度为,此时滑块的速度为V.在上升过程中,因系统在水平方向不受外力作用,水平方向的动量守恒.以水平向右的方向为正方向,有 ⑤ 在上升过程中,因只有重力做功,系统的机械能守恒,则 ⑥ 由⑤⑥式,得⑦ (3)设小球击中滑块右侧轨道的位置点与小球起始位置点间的距离为,滑块向左移动的距离为,任意时刻小球的水平速度大小为,滑块的速度大小为.由系统水平方向的动量守恒,得⑧ 将⑧式两边同乘以,得⑨ 因⑨式对任意时刻附近的微小间隔都成立,累积相加后,有⑩ 又 由⑩式得  
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如图甲所示,正方形闭合线圈的边长、总电阻、匝数,匀强磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度大小随时间的变化关系如图乙所示,周期,磁场方向以垂直线圈平面向里为正。试求:

 

1时,线圈的边所受安培力的大小和方向。

2)在时间内,通过导线横截面的电荷量。

 

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如图甲所示为由半导体材料制成的热敏电阻的阻值随温度变化的曲线,图乙为用此热敏电阻和继电器设计的温控电路。设继电器的线圈电阻,当继电器线圈中的电流大于或等于时,继电器的衔铁被吸合。

 

1)实验过程中发现,开关闭合后电路不工作。某同学为排查电路故障用多用电表测量各接入点间的电压,则应将如图丙所示的选择开关旋至__________(选填“”“”“”或“”)。

2)用调节好的多用电表进行排查,在图乙电路中,断开开关时,发现表笔接入时指针发生偏转,多用表指针偏转如图丁所示,示数为__________;闭合开关,接入和接入时指针均发生偏转,接入时指针不发生偏转,则电路中__________(选填“”“”或“”)段发生了断路。

3)故障排除后,在图乙电路中,闭合开关若左侧电源电动势为内阻可不计,滑动变阻器接入电路的阻值为,则温度不低于__________时,电路右侧的小灯泡就会发光。

 

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探究弹力和弹簧伸长量的关系,并测定弹簧的劲度系数实验中,实验装置如图甲所示。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度。数据记录如下表所示:(弹力始终未超过弹性限度,取

记录数据组

1

2

3

4

5

6

钩码总质量

0

30

60

90

120

150

弹簧总长

6.00

7.11

8.20

9.31

10.40

11.52

 

 

1)在图乙坐标系中作出弹簧弹力大小与弹簧总长度之间的函数关系的图线_______

2)由图线求得该弹簧的劲度系数 __________。(保留两位有效数字)

 

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如图甲所示,两个平行金属板正对且竖直放置,两金属板间加上如图乙所示的交流电压,时,板的电势比板的电势高。在两金属板的正中央点处有一电子(电子所受重力可忽略)在电场力作用下由静止开始运动,已知电子在时间内未与两金属板相碰,则(   

A.时间内,电子的动能减小

B.时刻,电子的电势能最大

C.时间内,电子运动的方向不变

D.时间内,电子运动的速度方向向右,且速度逐渐减小

 

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物流中心通过吊箱将物体从一处运送到另一处。简化后模型如图所示,直导轨与圆弧形导轨相连接,为圆弧最高点,整个装置在竖直平面内,吊箱先加速从点运动到点,再匀速通过段。关于吊箱内物体的受力情况,下列描述正确的是(   

A.吊箱经过段时,物体对吊箱底板的压力等于物体的重力

B.吊箱经过点时,物体处于超重状态,且受到水平向右的摩擦力

C.吊箱经过点时,物体处于失重状态,对吊箱底板的压力小于其重力

D.吊箱经过点时,物体对吊箱底板的摩擦力水平向左

 

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