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避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图竖直平面内...

避险车道是避免恶性交通事故的重要设施,由制动坡床和防撞设施等组成,如图竖直平面内,制动坡床视为与水平面夹角为的斜面。一辆长12 m的载有货物的货车因刹车失灵从干道驶入制动坡床,当车速为23 m/s时,车尾位于制动坡床的低端,货物开始在车厢内向车头滑动,当货物在车厢内滑动了4 m时,车头距制动坡床顶端38 m,再过一段时间,货车停止。已知货车质量是货物质量的4倍,货物与车厢间的动摩擦因数为04;货车在制动坡床上运动到的坡床阻力大小为货车和货物总重的044倍。货物与货车分别视为小滑块和平板,取。求:

1货物在车厢内滑动时加速度的大小和方向;

2制动坡床的长度。

 

(1)5m/s2,方向沿斜面向下(2)98m 【解析】 试题分析:(1)设货物的质量为m,货物在车厢内滑动过程中,货物与车厢的动摩擦因数μ=0.4,受摩擦力大小为f,加速度大小为a1,则 ① ② 联立①②并代入数据得a1=5 m/s③ a1的方向沿制动坡床向下。 (2)设货车的质量为M,车尾位于制动坡床底端时的车速为v=23 m/s。货车在车厢内开始滑动到车头距制动坡床顶端s0=38m的过程中,用时为t,货物相对制动坡床的运动距离为s1,在车厢内滑动的距离s=4m,货车的加速度大小为a2,货车相对制动坡床的运动距离为s2。货车受到制动坡床的阻力大小为F,F是货车和货物总重的k倍,k=0.44,货车长度l0=12m, 制动坡床的长度为l,则 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 联立①②③-⑨并代入数据得 ⑩ 考点:匀变速直线运动的应用;牛顿第二定律 【名师点睛】此题依据高速公路的避嫌车道,考查了牛顿第二定律的综合应用;涉及到两个研究对象的多个研究过程;关键是弄清物理过程,分析货物和车的受力情况求解加速度,然后选择合适的物理过程研究解答;此题属于中等题目.  
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考点分析:
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中国科学2015年10月宣布中国将在2020年开始建造世界上最大的粒子加速器。加速器是人类揭示物质本源的关键设备,在放射治疗、食品安全、材料科学等方面有广泛应用。

如图所示,某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管漂移管组成,相邻漂移管分别接在高频脉冲电源的两极。质子从K点沿轴线进入加速器并依向右穿过各漂移管,在漂移管内做匀速直线运动,在漂移管间被电场加速,加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为8×106 m/s,进入漂移管E时速度为1×107 m/s,电源频率为1×107 Hz,漂移管间缝隙很小,质子在每个管内运动时间视为电源周期的1/2。质子的荷质比取1×108 C/kg。求:

1漂移管B的长度;

2相邻漂移管间的加速电压。

 

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用如图所示电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源电动势约3 V,内阻约2 Ω,保护电阻R1阻值10 Ω和R2阻值5 Ω,滑动变阻器R,电流表A,电压表V,开关S,导线若干。

实验主要步骤:

i将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关;

ii逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记下电压表的示数U和相应电流表的示数I;

iii以U为纵坐标,I为横坐标,U–I图线U、I都用国际单位

iv求出U–I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a。

回答下列问题:

1电压表最好选用_____;电流表最好选用_____。

A电压表0~3 V,内阻约15 kΩ

B电压表0~3 V,内阻约3

C电流表0~200 mA,内阻约2 Ω

D电流表0~30 mA,内阻约2 Ω

2滑动变阻器的滑片从左向右滑动,发现电压表示数增大。两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是_____。

A两导线接在滑动变阻器电阻丝两端接线柱

B两导线接在滑动变阻器金属杆两端接线柱

C一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱,另一条导线接在电阻丝左端的接线柱

D一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱,另一条导线接在电阻丝右端的接线柱

3选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E=______,r=______,代入数值可得E和r的测量值。

 

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用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的BC位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连。先用米尺测得BC两点间距离s,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,静止释放,计时器显示遮光片从BC所用的时间t,用米尺测量AO之间的距离x

1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_______

2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量_______

A.弹簧原长

B.当地重力加速度

C.滑块(含遮光片)的质量

3)增大AO之间的距离x,计时器显示时间t_____

A.增大     B.减小    C.不变

 

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如图所示,电阻不计、间距为l的光滑平行金属导轨水平放置于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中,导轨左端接一定值电阻R。质量为m、电阻为r的金属棒MN置于导轨上,受到垂直于金属棒的水平外力F的作用由静止开始运动,外力F与金属棒速度v的关系是F=F0+kvF0、k是常量,金属棒与导轨始终垂直且接触良好。金属棒中感应电流为i,受到的安培力大小为FA,电阻R两端的电压为UR,感应电流的功率为P,它们随时间t变化图像可能正确的有

 

 

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简谐横波在均匀介质中沿直线传播,P、Q是传播方向上相距10 m的两质点,波先传到P,当波传到Q开始计时,P、Q两质点的振动图像如图所示。则

A质点Q开始振动的方向沿y轴正方向

B该波从P传到Q的时间可能为7 s

C该波的传播速度可能为2 m/s

D该波的波长可能为6 m

 

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