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如图所示,光滑四分之一圆弧轨道P与木板Q在连接点A处通过一大小不计的感应开关连接...

如图所示,光滑四分之一圆弧轨道P与木板Q在连接点A处通过一大小不计的感应开关连接(当滑块向右滑过A时,PQ自动分离)。初始所有的物体均静止在光滑的水平地面上,滑块N从木板Q的右侧边缘处以v0=10m/s的初速度水平向左运动,到达A处时速度减小为v1=6m/s,接着滑上圆弧轨道P且恰好能到达P的最高点。滑块到达P的最高点时(物块未离开P)PO点与物块K发生弹性碰撞,最后滑块停在木板上。滑块与木板之间的动摩擦因数μ=0.1,圆弧轨道的质量为3kg,木板与滑块的质量均为1kg,物块K的质量为5kg,重力加速度大小g=10m/s2N可视为质点。求:

1)木板的长度L

2)圆弧轨道的半径R

3)滑块与木板相对静止时,木板左端离O点的距离。

 

(1)30m;(2)1m;(3)1.425m 【解析】 (1)滑块、木板、圆弧轨道、物块的质量分别用m、MQ、MP、MK表示,滑块在木板Q上滑动的过程中,把P、Q和滑块作为一个系统,设滑块离开木板时,木板的速度为 根据动量守恒定律有 解得 滑块在木板Q上滑动的过程中,把P、Q和滑块作为一个系统,系统减少的动能全部转化为系统产生的热量,设木板的长度为L,根据功能关系有 解得 L=30m (2)从滑块滑上圆弧轨道到圆弧轨道最高点的过程中,滑块和P、Q组成的系统水平方向动量守恒且机械能守恒,设滑块到达最高点时系统的速度为,根据动量守恒定律有 根据系统机械能守恒有 解得 R=1m (3) P与K发生弹性碰撞,碰后滑块和P、Q瞬间共速,速度设为,K的速度为。根据弹性碰撞的特点,有 解得 以滑块在最高点为初状态,滑块滑回A为末状态,设滑回A处时滑块的速度大小为、P、Q的速度大小为,滑块和P、Q的位移大小分别为x1和x2,根据动量守恒定律和反冲,有 解得 滑块滑回A时P、Q分离,将滑块和木板看作一个系统,相对静止时的速度设为,滑块滑回A到相对静止时木板的位移为,滑块与木板相对静止时木板离O点的距离为x,根据动量守恒定律,有 根据动能定理,有 根据位置关系,可知 解得 x=1. 425m  
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如图所示,在矩形区域(含边界)存在垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小B0=2.0×10-2TABCD为矩形的四个顶点,BC边长l1=4mAB边长l2=2m。大量质量m=3.2×10-26kg、带电荷量q=-1.6×10-18C的粒子,从A点沿AD方向以不同的速率射入匀强磁场中,粒子恰好均从BC边射出,不计粒子重力及粒子间的作用力。求:

1)粒子的速率的取值范围;

2)粒子在磁场中运动的最长时间。

 

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在一上面盖有活塞的汽缸中封闭一定质量的理想气体,该气体在初状态A时的温度tA=27℃,体积VA=2×10-3m3,压强pA=3×105Pa。气体体积保持不变,从状态A变化到状态B,压强降低为pB=2×105Pa。然后保持压强不变,从状态B变化到状态C,体积增大到Vc=3×10-3m3

1)求该气体在状态BC时的温度。

2)该气体从状态A到状态C的过程中是吸热还是放热?传递的热量是多少?

 

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如图甲所示,在科技馆中,“小球旅行记”吸引了很多小朋友的观看。“小球旅行记”可简化为如图乙所示。处在P点的质量为m的小球由静止沿半径为R的光滑圆弧轨道下滑到最低点Q时对轨道的压力为2mg,小球从Q点水平飞出后垂直撞击到倾角为30°的斜面上的S点。不计摩擦和空气阻力,已知重力加速度大小为g,求:

1)小球从Q点飞出时的速度大小。

2Q点到S点的水平距离。

 

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在“测定金属的电阻率”实验中:

1)用螺旋测微器测量金属丝的直径,测量结果如图甲所示,其示数为____cm;用刻度尺测得金属丝的长度如图乙所示,其示数为_____cm;用欧姆表粗略测量该金属丝的电阻,选择“×1”欧姆挡测量,示数如图丙所示,其示数为_____Ω

2)用伏安法进一步精确测金属丝的电阻R,实验所用器材如下:

a.电流表A (量程为0.2A,内阻为1Ω)

b.电压表V (量程为9V,内阻约3kΩ)

c.定值电阻R0(阻值为2Ω)

d.滑动变阻器R(最大阻值为10Ω,额定电流为2A)

e.电池组(电动势为9V,内阻不计)

f.开关、导线若干

①某小组同学利用以上器材设计电路,部分电路图如图丁所示,请把电路图补充完整_____(要保证滑动变阻器的滑片任意移动时,电表均不被烧坏)

②某次实验中,电压表的示数为4.5V,电流表的示数为0.1A,则金属丝电阻的值为________Ω;根据该测量值求得金属丝的电阻率为________Ω·m(计算结果均保留三位有效数字)

 

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用如图甲所示的实验装置做“探究匀变速直线运动”的实验。

如图乙所示为某同学实验中得到的纸带,在纸带上确定出ABCDEFG 7个相邻的计数点,其相邻计数点间的距离在图中标出,每相邻两个计数点间还有4个点未画出。则打下CE两点时小车的瞬时速度vc=___m/svE=____m/s;小车的加速度a=___ m/s2(结果均保留两位有效数字)

 

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