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如图所示,质量为M的平板车P,放在粗糙的地面上,质量为m的小物块Q的大小不计,位...

如图所示,质量为M的平板车P,放在粗糙的地面上,质量为m的小物块Q的大小不计,位于平板车的左端,且M=m=5kg,系统原来静止在水平地面上。一不可伸长的轻质细绳长为R=1.6m,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为m的小球(大小不计)。今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角,由静止释放,小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短,且无能量损失。已知Q恰能滑到平板车的右端,QP之间的动摩擦因数为μ1=0.5P与地面之间的动摩擦因数为μ2=0.1,重力加速度为g=10m/s2.,若当Q滑到P板的右端时,在P木板上施加一个水平向右的力F,大小为70N,求:

(1)小球到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度v0大小和碰完之后物块Q的瞬时速度大小各为多少;

(2)平板车P的长度L为多少;

(3) 从小物块Q开始滑动到力F作用1s的整个过程中生的热量为多少焦耳。

 

(1) 4m/s;4m/s;(2) 1m;(3) 103.75J。 【解析】 (1)小球运动到最低点过程,机械能守恒 得出 v0=4m/s 小球与物块Q相撞时,没有能量损失,满足动量守恒,机械能守恒,则知 由以上两式可以知道二者交换速度 (2)小物块Q在平板车P上滑行的过程中 μ1mg=ma1 μ1mg-μ2(M+m)g=Ma2 经t1达到共速v v=vQ- a1 t1 v=a2t1 SQ1= vQt1- a1t12 Sp1= a2t12 L= SQ1- Sp1=1m (3)施加力F之后,假设板块整体一起走 F-μ2(M+m)g=(M+m)a0 μ1mg=ma1 得出a0> a1 故Q与P分别加速向右运动而直到分离,各自的加速的分别为 a1和 a3 F-μ2(M+m)g-μ1mg =Ma3 设经过t2时间滑离 SQ2= vt2+a1t22 Sp2=vt2 + a3t22 L= SP2- SQ2 得出时间 t2=1s (4)从滑块Q开始滑动到滑离木板全过程生的热量Q为 得出 Q=103.75J  
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考点分析:
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如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D端平齐。一个质量为1kg的小球放在曲面AB上,现从距BC的高度为h=0.6m处静止释放小球,它与BC间的动摩擦因数为0.5BC长为0.5m,小球进入管口C端后,通过CD在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为EP=0.5J。取重力加速度g=10m/s2.

求: (1)C处管壁受到的作用力;

(2)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm 

(3)小球最终停止的位置。

 

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用自由落体法验证机械能守恒定律,器材安装如图所示.

(1)请指出图中的错误不妥之处(至少写出两处):

_________________________________________.

_________________________________________.

(2)改进实验中错误及不妥之处后,打出如图所示的一条纸带.已知打点计时器频率为50 Hz,根据纸带所给数据,打C点时重物的速度为________m/s(计算结果保留2位有效数字).

(3)某同学选用两个形状相同质量不同的重物ab进行实验测得几组数据,画出-h的图象如图丙所示,求出图线的斜率k,由图象可知a的质量m1__________(大于小于”)b的质量m2.

(4)通过分析发现造成k2值偏小的原因是实验过程中存在各种阻力,已知实验所用重物的质量m2=0.052 kg,当地重力加速度g9.78 m/s2,求出重物所受的平均阻力Ff________N.(计算结果保留2位有效数字)

 

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利用图示装置可以做多个力学实验.

1)用此装置研究匀变速直线运动时,______(填需要不需要)平衡小车和木板间的摩擦阻力;

2)用此装置探究加速度与质量的关系时,改变小车质量后,__(填需要不需要)重新平衡摩擦阻力;

3)用此装置探究功与速度变化的关系,为了尽可能准确,不挂钩码平衡摩擦力时,小车后面______(填需要不需要)固定纸带;

 

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如图甲所示,水平面上有质量相等的两个木块AB用一根轻弹簧相连接,整个系统处于平衡状态.现用一个竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动,弹簧始终处于弹性限度内,如图乙所示.研究从力F刚作用在木块A上时()到木块B刚离开地面时()这个过程,并且选定这个过程中木块A的起始位置为坐标原点,得到表示力F和木块A的位移x之间关系的图象如图丙,则下列说法正确的是(       

A.时,弹簧刚好恢复原长

B.该过程中拉力做功

C.过程,拉力做的功大于木块A机械能的增加量

D.过程,木块A动能的增加量等于拉力和重力做功的总和

 

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如图所示,在匀速转动的电动机带动下,足够长的水平传送带以恒定速率v1匀速向右运动,一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率v2v2>v1)滑上传送带,最终滑块又返回至传送带的右端,就上述过程,下列判断正确的有(  )

A.合力对物块的冲量大小可能为2mv2

B.此过程中传送带对滑块做功为mv22-mv12

C.此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为mv1+v22

D.此过程中电动机多做功为mv1v1+v2

 

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