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如图所示,光滑水平平台AB与竖直光滑半圆轨道AC平滑连接,C点切线水平,长为L=...

如图所示,光滑水平平台AB与竖直光滑半圆轨道AC平滑连接,C点切线水平,长为L=4m的粗糙水平传送带BD与平台无缝对接。质量分别为m1=0.3kgm2=1kg两个小物体中间有一被压缩的轻质弹簧,用细绳将它们连接。已知传送带以v0=1.5m/s的速度向左匀速运动,小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.15.某时剪断细绳,小物体m1向左运动,m2向右运动速度大小为v2=3m/sg10m/s2.求:

(1)剪断细绳前弹簧的弹性势能Ep

(2)从小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中,为了维持传送带匀速运动,电动机需对传送带多提供的电能E

(3)为了让小物体m1C点水平飞出后落至AB平面的水平位移最大,竖直光滑半圆轨道AC的半径R和小物体m1平抛的最大水平位移x的大小。

 

(1)19.5J(2)6.75J(3)R=1.25m时水平位移最大为x=5m 【解析】 (1)对m1和m2弹开过程,取向左为正方向,由动量守恒定律有: 0=m1v1-m2v2 解得 v1=10m/s 剪断细绳前弹簧的弹性势能为: 解得 Ep=19.5J (2)设m2向右减速运动的最大距离为x,由动能定理得: -μm2gx=0-m2v22 解得 x=3m<L=4m 则m2先向右减速至速度为零,向左加速至速度为v0=1.5m/s,然后向左匀速运动,直至离开传送带。 设小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的所用时间为t。取向左为正方向。 根据动量定理得: μm2gt=m2v0-(-m2v2) 解得: t=3s 该过程皮带运动的距离为: x带=v0t=4.5m 故为了维持传送带匀速运动,电动机需对传送带多提供的电能为: E=μm2gx带 解得: E=6.75J (3)设竖直光滑轨道AC的半径为R时小物体m1平抛的水平位移最大为x。从A到C由机械能守恒定律得: 由平抛运动的规律有: x=vCt1   联立整理得 根据数学知识知当 4R=10-4R 即R =1.25m时,水平位移最大为 x=5m  
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如图,在第一象限存在匀强磁场,磁感应强度方向垂直于纸面(xy平面)向外;在第四象限存在匀强电场,方向沿x轴负向.在y轴正半轴上某点以与x轴正向平行、大小为v0的速度发射出一带正电荷的粒子,该粒子在(d0)点沿垂直于x轴的方向进人电场.不计重力.若该粒子离开电场时速度方向与y轴负方向的夹角为θ,求:

1)电场强度大小与磁感应强度大小的比值;

2)该粒子在电场中运动的时间.

 

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某同学利用如图所示的电路可以测量多个物理量.实验室提供的器材有:

两个相同的待测电源(内阻r≈1Ω

电阻箱R1(最大阻值为999.9Ω

电阻箱R2(最大阻值为999.9Ω

电压表V(内阻约为2kΩ

电流表A(内阻约为

灵敏电流计G,两个开关S1S2

主要实验步骤如下:

①按图连接好电路,调节电阻箱R1R2至最大,闭合开关S1S2,再反复调节R1R2,使电流计G的示数为0,读出电流表A、电压表V、电阻箱R1、电阻箱R2的示数分别为0.40A12.0V30.6Ω28.2Ω

②反复调节电阻箱R1R2(与①中的电阻值不同),使电流计G的示数为0,读出电流表A、电压表V的示数分别为0.60A11.7V

回答下列问题:

1)步骤①中:电流计G的示数为0时,电路中AB两点的电电势差UAB=_____VAC两点的电势差UAC=______VAD两点的电势差UAD=______V

2)利用步骤①中的测量数据可以求得电压表的内阻为______Ω,电流表的内阻为______Ω

3)结合步骤①步骤②的测量数据电源的电动势E______V,内阻r_____Ω

 

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图甲是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下:

A.易拉罐内盛上适量细沙,用轻绳通过滑轮连接在小车上,小车连接纸带。合理调整木板倾角,让小车沿木板匀速下滑。

B.取下轻绳和易拉罐,测出易拉罐和细沙的质量m1以及小车质量m2

C.撤去细绳和易拉罐后,换一条纸带,让小车由静止释放,打出的纸带如图乙(中间部分未画出)O为打下的第一点。己知打点计时器的打点时间间隔为T,重力加速度为g

(1)步骤C中小车所受的合外力大小为___

(2)为验证从OC过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系,测出BD间的距离为OC间距离为,则C点速度大小为___,需要验证的关系式为____  (用所测物理量的符号表示)

 

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如图所示,一弹性轻绳(绳的弹力与其伸长量成正比)一端固定在A点,弹性绳自然长度等于AB,跨过由轻杆OB固定的定滑轮连接一个质量为m的绝缘带正电、电荷量为q的小球。空间中还存在着水平向右的匀强电场(图中未画出),且电场强度E= 。初始时ABC在一条竖直线上,小球穿过水平固定的杆从C点由静止开始运动,滑到E点时速度恰好为零。已知CE两点间距离为LDCE的中点,小球在C点时弹性绳的拉力为,小球与杆之间的动摩擦因数为0.5,弹性绳始终处在弹性限度内。下列说法正确的是

A.小球在D点时速度最大

B.若在E点给小球一个向左的速度v,小球恰好能回到C点,则v=

C.弹性绳在小球从CD阶段做的功等于在小球从DE阶段做的功

D.若保持电场强度不变,仅把小球电荷量变为2q,则小球到达E点时的速度大小v=

 

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如图所示,在竖直方向上AB两物体通过劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,BC两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知AB的质量均为10kgC的质量为40kg,重力加速度为g=10m/s2,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态,释放CC沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度.   

A.斜面倾角=30°

B.ABC组成的系统机械能先增加后减小

C.B的最大速度

D.C的速度最大时弹簧处于原长状态

 

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