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如图甲所示,倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平面上,斜面上端固定一轻质弹簧,下端...

如图甲所示,倾角θ=37°的粗糙斜面固定在水平面上,斜面上端固定一轻质弹簧,下端与一足够长的水平面平滑相连,水平面右端放置一个质量M=7.0kg的滑块,开始时弹箦被一质量m=1.0kg的小物块(可视为质点)压缩,小物块与弹簧只接触不相连,此时小物块距斜面底端的距离=4.0mt=0时释放小物块,图乙为小物块在斜面上运动的加速度a随时间t变化的部分图象,小物块到达水平面并与滑块发生弹性碰撞(碰撞时间极短)。已知弹簧的劲度系数k=75N/m,弹性势能的表达式为x为弹簧形变量,所有接触面之间动摩擦因数均相同。g10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:

(1)斜面与小物块之间的动摩擦因数μ

(2)小物块到达斜面底端时的速度大小;

(3)滑块运动的路程s

 

(1)0.5;(2);(3) 【解析】 (1)由题图乙可知,当小物块与弹簧分离后,小物块沿斜面向下做匀加速直线运动,加速度的大小为 根据牛顿第二定律有 解得 (2)由题图乙可知,时加速度的大小为 设此时弹簧压缩量为x,根据牛顿第二定律有 解得 设小物块到达斜面底端的速度为,由动能定理得 解得 (3)在斜面底端,小物块与滑块发生第一次弹性碰撞,设碰后小物块的速度为,滑块的速度为,则 解得 第一次碰撞后,滑块向左做匀减速运动,经过 停下来,发生的位移为,则 解得 小物块冲上斜面又滑下来,沿斜面向上运动的加速度为 位移为 解得 所以发生第二次碰撞时滑块已经静止,小物块没有接触弹簧但速度已经减为零,随后加速下滑。设小物块刚要与滑块二次碰撞时的速度为,根据动能定理 , 解得 小物块与滑块发生第二次弹性碰撞,碰后小物块的速度为,滑块的速度为, 则 , 解得 第二次碰撞后,滑块向左做匀减速运动,发生的位移为,则 小物块向右做匀减速运动,发生的位移为 不能发生第三次碰撞,所以滑块的总路程  
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考点分析:
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如图所示,两条相距L的光滑平行金属导轨倾斜放置,与水平面的夹角为θ,其上端接一阻值为R的电阻;一根与导轨垂直的金属棒置于两导轨上,金属棒的长度为L;在电阻、导轨和金属棒中间有一面积为S的区域,区域中存在垂直于导轨平面向下的均匀磁场,磁感应强度大小B1随时间t的变化关系为B1=kt,式中k为常量;虚线MN左侧是一匀强磁场区域,区域上边界MN(虚线)与导轨垂直,磁场的磁感应强度大小为B0,方问向也垂直于导轨平面向下。某时刻,金属棒从图示位置由静止释放,在t0时刻恰好以速度v0越过MN,此后沿导轨向下做匀速运动。金属棒与导轨始终相互垂直并接触良好,它们的电阻均忽略不计。

(1)分别求出在时刻t1t1<t0)和时刻t2t2>t0)的感应电流的大小;

(2)求金属棒的质量及0~tt>t0)时间内电阻R产生的热量。

 

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某实验小组要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图甲所示,水平桌面上固定一气垫导轨,把气垫导轨调节水平,在导轨上A点处有一带长方形遮光条的滑块,其总质量为M,左端用跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的钩码相迕,遮光条两条长边与导轨垂直,导轨上B点有一光电门,可以测量遮光条经过光电门时的挡光时间t,用d表示遮光条的宽度,s表示AB两点间的距离,将遮光条通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列问题。

(1)如图乙所示,用游标卡尺测得遮光条的宽度d=__________mm

(2)实验时将滑块从如图甲所示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t=1.2×10-2s,则滑块经过光电门的瞬时速度为__________m/s(结果保留2位有效数字);

(3)若将滑块自A点由静止释放,考虑遮光条宽度的影响,则在滑块从A点运动至B点的过程中,滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能的减小量测量值__________(填“大于”、“小于”或“等于”)动能的增加量测量值;

(4)该实验小组在研究中发现利用该装置可测带长方形遮光条的滑块的总质量M,实验小组多次改变光电门的位置,且每次均令滑块自同一点(A点)开始运动,测量相应的st值。某同学完成实验后,想利用测得的数据探究st的关系。根据测量的数据作出图象,测得直线的斜率为k,已知钩码的质量为m,则滑块的总质量M的表达式为__________(用题目给出的字母表示)。

 

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某实验小组利用如图所所示的电路,测量某一玩具电动机M(有正负接线柱)的电阻,实验方案如下:

(1)插上红、黑表笔,把多用电表的选择开关拨到欧姆挡的“×10”位置,将红、黑表笔短接,调整“欧姆调零旋钮”,使指针指到欧姆表的0刻度处。

(2)考虑到电动机的两个接线柱标有正负,为了和电动机的标注一致,将图甲中多用电表的红表笔和__________(填“1”或“2”)端相连,黑表笔连接另一端,在电动机不转的情况下读数,结果发现多用电表指针偏转过大,因此需选择__________(填“×1”或“×100”)倍率的电阻挡,并进欧姆调零后进行测量,多用电表的示数如图乙所示,则测量结果为__________Ω。多用电表使用长久其电源电动势降低,仍能进行欧姆调零,则实际值__________(填“大于”、“小于”或“等于”)测量结果。

 

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如图甲所示,可视为质点的质量m1=1kg的小物块放在质量m2=2kg的木板正中央位置,木板静止在水平地面上,连接物块的轻质细绳伸直且与水平方向的夹角为37°。现对木板施加水平向左的拉力F=18N,木板运动的v-t图象如图乙所示,sin37°=0.6g10m/s2,则(  )

A.木板的长度为2m

B.木板的长度为1m

C.木板与地面间的动摩擦因数为0.5

D.物块与木板间的动摩擦因数为

 

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如图所示,一轻绳两端贯穿质量分别为mA=2kgmB=4kgAB两小球,并悬挂于定滑轮两侧且等高,距地面均为25m处,两侧轻绳下端恰好触地。知两小球与轻绳间的最大静摩擦力均等于其重力的0.5倍,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。两小球同时由静止开始向下释放,g10m/s2,不计细绳与滑轮间的摩擦及空气阻力,则下列说法正确的是(  )

A.A小球与细绳间相对静止,B小球与细绳间相对滑动

B.A小球比B小球先落地

C.AB两小球与轻绳摩擦力为零瞬间的动量之比为1:3

D.两小球损失的机械能总量为250J

 

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