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如图所示,质量M=2kg、高h=0.2m的长木板静止在粗糙的水平地面上,长木板与...

如图所示,质量M=2kg、高h=0.2m的长木板静止在粗糙的水平地面上,长木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1。在长木板上放置一个质量m=1 kg,大小可以忽略的铁块,离左端B点的距离为0.5m,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2 ,不计空气阻力。若在长木板上施加一个水平向右的恒力F,求∶

1)要想将长木板从铁块下抽出,水平向右的恒力F应满足的条件;

2)若水平向右的恒力F=17N,铁块与长木板分离时,两者的速度各为多大;

3)接(2)问,求铁块落地前的整个过程中,铁块、长木板和地面组成的系统因摩擦所产生的热量。

 

(1)N;(2),;(3) 【解析】 (1)欲将长木板从铁块下抽出,两者间必存在相对运动,由牛顿第二定律得物块的加速度 隔离长木板,由牛顿第二定律得 代入加速度得 代入数值得 即水平向右的恒力F应满足条件为N; (2)若水平向右的恒力,铁块相对于长木板发生相对滑动,对长木板受力分析,由牛顿第二定律得 代入数值得 铁块加速度 代入数值得 s 此过程中长木板运动的位移为 铁块离开长木板时长木板与滑块的速度分别为、,根据速度时间公式有 (3)铁块离开长木板后做平抛运动,由平抛运动规律,得运动时间为 铁块离开长木板后,对长木板受力分析,由牛顿第二定律得 代入数值得解得 所以铁块离开长木板到落地的时间内长木板位移为 代入数据得 整个过程中,设铁块与木板间因摩擦生的热为,木板与水平面间因摩擦生的热为,则 得系统因摩擦所产生的热量  
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如图所示,矩形线框abcd固定在一倾角为θ的绝缘斜面上,ab长为Lad长为4L,其中长边是用单位长度电阻为今的均匀金属条制成,短边的电阻很小,可以忽略不计,两个短边上分别连接理想的电压表和电流表。有一磁感应强度为B的匀强磁场斜向上垂直穿过斜面。一与长边材料完全相同的金属杆在外力作用下,以速度v从底端匀速滑到最上端,求∶

1)当金属杆滑到长边正中间时电压表示数;

2)金属杆滑到什么位置时,金属杆上两侧长边电阻消耗的电功率最大。

 

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某研究性学习小组为了研究一只标有“2.0V1.0W”字样小灯泡的伏安特性曲线,实验室提供了以下器材∶

A.电源E∶电动势为3.0V,内阻不计;

B.电压表V∶量程为0~3V,内阻约为1kΩ

C.电流表A1∶量程为0~3A,内阻约为0.1Ω

D.电流表A2∶量程为0~0.6A,内阻约为0.6Ω

E.滑动变阻器R1∶最大阻值为10Ω,额定电流为2.0A

F.滑动变阻器R2 ∶最大阻值为15kΩ,额定电流为0.5A

G.开关S,导线若干。

1)实验中电流表应选________(填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选用________(填“R1”或“R2");

2)实验设计的电路如图甲所示,请根据电路图将实物图乙连接完整;_________。连接好电路后,在闭合开关前,应将图乙中滑动变阻器的滑片移到_____(填“A”或“B”)端;

3)闭合开关后移动滑动变阻器,测出多组电压表和电流表的示数UI,根据测得的数据,已在IU坐标系中描点,如图丙所示,请作出IU图线;_____并由此判断,小灯泡的电阻随温度升高而_______(填“增大”或“减小”);

4)将同种规格的两个这样的小灯泡并联后再与R=2Ω的定值电阻串联,接在电动势为2V、内阻不计的电源上,如图丁所示。闭合开关S后,两个小灯泡的总功率为_____W(结果保留两位有效数字)。

 

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某同学在验证牛顿第二定律时,设计了如图甲所示的实验装置,经测量可知小车的质量为m1,砝码盘及砝码的总质量为m2,且m2远小于m1。回答下列问题∶

1)在某次实验时打出了如图乙所示的纸带,已知打点计时器的打点周期为T,图中相邻两计数点间还有四个点未画出,用刻度尺依次测出相邻两计数点之间的距离为x1x2x3x4x5x6,用上述量写出小车加速度的关系式a=______

2)该同学在探究小车加速度与外力的关系时,首先平衡了摩擦力,多次改变盘中砝码的质量,记录了多组加速度与砝码重力F的图像,如图丙所示,若重力加速度g=10 m/s2,则小车的质量为______kg,砝码盘的质量为_____kg (保留一位有效数字)

 

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在空间O点以初速度v0水平抛出-一个小球,小球运动到空中A点(图中未画出)时,速度与水平方向的夹角为60° ,若在O点抛出小球时的初速度方向不变,大小变为2v0 ,结果小球运动到空中B点(图中未画出)时速度与水平方向的夹角也为60° ,不计空气阻力,则下列说法正确的是(  )

A.OB长是OA长的2

B.OB长是OA长的4

C.OA与水平方向的夹角小于OB与水平方向的夹角

D.OA与水平方向的夹角等于OB与水平方向的夹角

 

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如图所示,将弹簧一端固定在水平桌面上,另一端放上小球,用力把小球往下压后迅速放开,观察到小球被弹起并离开弹簧向上运动一段距离。不计弹簧重力和空气阻力,在弹簧恢复原长的过程中(  

A.小球一直做加速运动

B.弹簧对小球做的功和对桌面做的功相等

C.弹簧对小球的冲量大小和对桌面的冲量大小相等

D.弹簧对小球的弹力做功的平均功率大于小球克服重力做功的平均功率

 

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