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如图所示,光滑曲面与光滑水平导轨MN相切,导轨右端N处于水平传送带理想连接,传送...

如图所示,光滑曲面与光滑水平导轨MN相切,导轨右端N处于水平传送带理想连接,传送带长度L=4m,皮带轮沿顺时针方向转动,带动皮带以恒定速率v=4.0m/s运动.滑块BC之间用细绳相连,其间有一压缩的轻弹簧,BC与细绳、弹簧一起静止在导轨MN.一可视为质点的滑块Ah=0.2m高处由静止滑下,已知滑块ABC质量均为m=2.0kg,滑块AB碰撞后粘合在一起,碰撞时间极短.因碰撞使连接BC的细绳受扰动而突然断开,弹簧伸展,从而使CAB分离.滑块C脱离弹簧后以速度vC=2.0m/s滑上传送带,并从右端滑出落至地面上的P点.已知滑块C与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g10m/s2.

(1)求滑块C从传送带右端滑出时的速度大小;

(2)求滑块BC与细绳相连时弹簧的弹性势能EP

(3)若每次实验开始时弹簧的压缩情况相同,要使滑块C总能落至P点,则滑块A与滑块B碰撞前速度的最大值vm是多少?

 

(1) 4.0m/s (2) (3) 【解析】 (1)滑块C滑上传送带到速度达到传送带的速度v=4m/s所用的时间为t,加速度大小为a,在时间t内滑块C的位移为x,有 代入数据可得 滑块C在传送带上先加速,达到传送带的速度v后随传送带匀速运动,并从右端滑出,则滑块C从传送带右端滑出时的速度为v=4.0m/s (2)设A、B碰撞前A的速度为v0,A、B碰撞后的速度为v1,A、B与C分离时的速度为v2,有 A、B碰撞后,弹簧伸开的过程系统能量守恒 代入数据可解得 (3)在题设条件下,若滑块A在碰撞前速度有最大值,则碰撞后滑块C的速度有最大值,它减速运动到传送带右端时,速度应当恰好等于传送带的速度v.设A与B碰撞后的速度为,分离后A与B的速度为,滑块C的速度为,C在传送带上做匀减速运动的末速度为v=4m/s,加速度大小为2m/s2,有 解得 以向右为正方向,A、B碰撞过程 弹簧伸开过程 代入数据解得 m/s.  
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如图所示,坐标原点O处有一点状的放射源,它向xoy平面内的x轴上方各个方向(包括x轴正方向和负方向)发射带正电的同种粒子,速度大小都是v0,在的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为,其中qm分别为该种粒子的电荷量和质量;在的区域内分布有垂直xOy平面的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板,放置于y=2d处,观察发现此时恰好没有粒子打到ab板上.(不考虑粒子的重力及粒子间的相互作用)

(1)求粒子刚进入磁场时的速率;

(2)求磁感应强度B的大小;

(3)ab板平移到距x轴最远什么位置时所有粒子均能打到板上?

 

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如图所示是一个透明的玻璃圆柱体的横截面,其半径R=20cm,AB是过圆心的一条水平直径.从激光源S发出一条与AB平行的细光束,入射到玻璃圆柱体上,光束到顶部的距离h=2.68cm,折射光束恰好过B点,经B点反射后从圆柱体中射出.已知光在真空中的传播速度为c=3×108m/s,.

①求玻璃的折射率;

②求此光束从射入圆柱体到射出圆柱体所用的时间.(只考虑一次反射)

 

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如图所示,一开口向上的气缸固定在水平地面上,质量均为m、横截面积均为S的活塞AB将缸内气体分成I、II两部分.在活塞A的上方放置一质量为2m的物块,整个装置处于平衡状态,此时I、II两部分气体的长度均为l0.已知大气压强与活塞质量的关系为,气体可视为理想气体且温度始终保持不变,不计一切摩擦,气缸足够高.当把活塞A上面的物块取走时,活塞A将向上移动,求系统重新达到平衡状态时,A活塞上升的高度.

 

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按图甲所示的电路测量一节旧电池的电动势E(1.5V)和内阻r(20Ω),可供选择的器材如下:

两个相同电流表A1A2(量程0500μA,内阻约为500Ω),

滑动变阻器R(阻值0100Ω,额定电流1.0A),

定值电阻R1(阻值约为100Ω),

两个相同的电阻箱R2R3(阻值0999.9Ω),

开关、导线若干。

由于现有电流表量程偏小,不能满足实验要求,为此,先将电流表改装(扩大量程),然后再按图甲电路进行测量。

1)测量电流表A2的内阻,按图乙电路测量A2的内阻时,必要的操作如下.

A.断开S1

B.闭合S1S2

C.按图乙连接线路,将滑动变阻器R的滑片调至最左端,R2调至最大

D.断开S2,闭合S3

E.调节滑动变阻器R,使A1A2的指针偏转适中,记录A1的示数I1

F.调节R2,使A1的示数为I1,记录R2的值

请按合理顺序排列其余实验步骤(填序号)______

2)将电流表A2(较小量程)改装成电流表A(较大量程),如果(1)中测出A2的内阻为468.0Ω,现用R2A2改装成量程为20mA的电流表A,应把R2_______

3)利用电流表A、电阻箱R3,测电池的电动势和内阻。用电流表A、电阻箱R3及开关S按图甲所示电路测电池的电动势和内阻。实验时,改变R3的值,记下电流表A的示数I,得到若干组R3I的数据,然后通过做出有关物理量的的线性图象,求得电池电动势E和内阻r

a.图中虚线框内为一条直线,其中纵轴为,横轴应为__________

b.已知图中直线纵轴截距为b,斜率为k,改装后电流表A的内阻为RA,则电动势E=____,内阻r=_____纵轴截距的绝对值。

 

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图中圆盘可绕过中心垂直于盘面的水平轴转动。圆盘加速转动时,角速度的增加量与对应时间的比值定义为角加速度,用β表示,,我们用测量直线运动加速度的实验装置来完成实验,实验步骤如下。其中打点计时器所接交流电的频率为50Hz,图中ABCD……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出。

①如图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;

②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;

③断开电源,经过一段时间,停止转动圆盘和打点,取下纸带,进行测量。

1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示,圆盘的直径为___________mm

2)由图丙可知,打下计数点D时,圆盘转动的角速度为_________rad/s(保留两位有效数字);

3)圆盘转动的角加速度大小为_________rad/s2。(保留两位有效数字)。

 

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