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如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4 m的光滑半圆轨道BC平...

如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4 m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O点为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高.质量m=1 kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O点等高的D,g10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ;

(2)要使滑块能到达C,求滑块从A点沿斜面滑下时初速度v0的最小值;

(3)若滑块离开C点的速度为4 m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的时间.

 

(1)0.375(2)(3)0.2s 【解析】 试题⑴滑块在整个运动过程中,受重力mg、接触面的弹力N和斜面的摩擦力f作用,弹力始终不做功,因此在滑块由A运动至D的过程中,根据动能定理有:mgR-μmgcos37°=0-0 解得:μ=0.375 ⑵滑块要能通过最高点C,则在C点所受圆轨道的弹力N需满足:N≥0 ① 在C点时,根据牛顿第二定律有:mg+N=② 在滑块由A运动至C的过程中,根据动能定理有:-μmgcos37°=-③ 由①②③式联立解得滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0需满足:v0≥=m/s 即v0的最小值为:v0min=m/s ⑶滑块从C点离开后将做平抛运动,根据平抛运动规律可知,在水平方向上的位移为:x=vt ④ 在竖直方向的位移为:y=⑤ 根据图中几何关系有:tan37°=⑥ 由④⑤⑥式联立解得:t=0.2s
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考点分析:
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如图所示,在水平地面上固定着一个倾角为30°的光滑斜面,斜面顶端有一不计质量和摩擦的定滑轮,一细绳跨过定滑轮,一端系在物体A上,另一端与物体B连接,物体AB均处于静止状态细绳与斜面平行。若将AB两物体对调,将A置于距地面h高处由静止释放,设A与地面碰撞后立即停止运动,B在斜面运动过程中不与滑轮发生碰撞,重力加速度为g。试求:

(1)AB的质量之比;

(2)物体B沿斜面上滑的总时间。

 

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有一内径相同的“U”形玻璃细管ABCDA端封闭、D端开口,ABCD长度均为40cmBC长度为19cm。用水银封闭一定质量的理想气体在A端,竖直段水银柱长为18cm,水平段水银柱长为4cm,如图所示。已知大气压强为75cmHg,温度为27℃,现将其以BC为轴缓慢翻转直到AD端竖直向上,求:

(1)翻转后AB管中水银柱的长度;

(2)保持AD端竖直向上,缓慢升高A中气体的温度,使CD管中的水银柱变为18cm,求此时气体的温度。

 

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某同学想要测量实验室中某金属丝的电阻率。实验室中除米尺、学生电源、滑动变阻器、螺旋测微器、开关和导线外,还有一个阻值为3.0Ω的定值电阻R0和一只电压表。利用这些器材,该同学设计如下实验进行测量,实验原理如图 1 所示,实验步骤如下:

1)把粗细均匀的平直金属丝接在接线柱ab之间,用米尺测量ab之间的长度 l0.90m。用螺旋测微器测量该金属丝的直径,示数如图2所示,读得其直径D______mm

2)根据实验原理图 1,请你用笔划线代替导线将图 3 所示的实物图连接完整。________

3)闭合开关,将滑动变阻器的滑片置于合适位置,然后调节线夹c的位置,经过多次实验发现:ac段金属丝的长度为0.30m时电压表达到最大值。由此可得金属丝的总电阻R _____Ω

4)根据以上所测数据,可计算出金属丝的电阻率ρ_____Ω·m。(保留两位有效数字)

 

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某实验小组设计了如图所示的实验装置验证机械能守恒定律,其主要步骤如下:

(1)物块 PQ用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,P底端固定了一竖直宽度为d的轻质遮光条。托住P,使系统处于静止状态(如图所示),用刻度尺测出遮光条所在位置 A与固定在铁架台上的光电门 B之间的高度 h

(2)现将物块P从图示位置由静止释放,记下遮光条通过光电门的时间为t,则遮光条通过光电门时的速度大小v=____________

(3)己知当地的重力加速度为g,为了验证机械能守恒定律,还需测量的物理量是_____________(用相应的文字及字母表示)。

(4)利用上述测量的实验数据,验证机械能守恒定律的表达式是 ___________________

 

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静电场在x轴上的场强Ex的变化关系如图所示,x轴正向为场强正方向,带正电的点电荷沿x轴运动,则点电荷  

A.处电势能相等

B.运动到的过程中电势能增大

C.运动到的过程中电场力先增大后减小

D.运动到的过程中电场力先减小后增大

 

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