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如图所示,竖直平面内放一直角杆AOB,杆的水平部分粗糙,动摩擦因数μ=0.2,杆...

如图所示,竖直平面内放一直角杆AOB,杆的水平部分粗糙,动摩擦因数μ=02,杆的竖直部分光滑两部分各有质量均为1kg的小球A和B,A、B间用细绳相连,此时A、B处于静止状态,OA=3m,OB=4m若用水平拉力F向右缓缓地拉A使之移动1m,则重力加速度g=10m/s2).

1该过程中A受到的摩擦力多大?拉力F做功多少?

2若用20N的恒力拉A球也移动1m,此时A的速度达到2m/s,则此过程中产生的内能为多少?

 

(1)4N;14J (2)4.4J 【解析】 试题分析:(1)对AB整体受力分析,受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1,如图 根据共点力平衡条件,有 竖直方向:N=G1+G2 水平方向:F=f+N1 其中:f=μN 解得N=(m1+m2)g=20N f=μN=0.2×20N=4N 对整体在整个运动过程中运用动能定理列式,得到WF﹣fs﹣m2g•h=0 根据几何关系,可知求B上升距离h=1m,故WF=fs+m2g•h=4×1+1×10×1=14J (2)根据功能关系知:FS=mvA2+mvB2+E内+mgh, 根据速度的分解与合成知B的速度为m/s 解得E内=20×1﹣0.5×1×4﹣0.5×1×﹣1×10×1=4.4J 考点:物体的平衡;功能关系 【名师点睛】本题中拉力为变力,先对整体受力分析后根据共点力平衡条件得出摩擦力为恒力,然后根据动能定理求变力做功。  
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考点分析:
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如图所示,光滑固定斜面倾角θ=30°,一轻质弹簧底端固定,上端与M=3kg的物体B相连,初始时B静止,A物体质量m=1kg,在斜面上距B物体S1=10cm处由静止释放,A物体下滑过程中与B发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后粘在一起,已知碰后AB经t=02s下滑S2=5cm至最低点,弹簧始终处于弹性限度内,A、B可视为质点,g取10m/s2,求:

1从碰后到最低点的过程中弹性势能的增加量

2从碰后至返回到碰撞点的过程中,弹簧对物体B冲量的大小

 

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如图所示,薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上,当环境温度为10℃时,用横截面积为10×10﹣2m2的活塞封闭体积为20×10﹣3m3的理想气体,活塞另一端固定在墙上外界大气压强为10×105Pa

1当环境温度为37℃时,气缸自由移动了多少距离?

2如果环境温度保持在37℃,对气缸作用水平力,使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值,这时气缸受到的水平作用力多大?

 

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如图所示,甲分子固定在坐标原点O,只在两分子间的作用力作用下,乙分子沿x轴方向运动,两分子间的分子势能EP与两分子间距离x的变化关系如图所示,设分子间在移动过程中所具有的总能量为0则下列说法正确的是________

A乙分子在P点时加速度最大

B乙分子在Q点时分子势能最小

C乙分子在Q点时处于平衡状态

D乙分子在P点时分子动能最大

 

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如图所示,用碰撞实验器可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系:先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O

接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置MPNO点的距离,即线段OMOPON的长度.

上述实验除需测量线段OMOPON的长度外,还需要测量的物理量有

AAB两点间的高度差h1

BB点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1m2

D.小球1和小球2的半径r

当所测物理量满足表达式      (用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.

完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图2所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤12的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′P′N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′P′N′三点的距离分别为l1l2l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为      (用所测物理量的字母表示).

 

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某同学用如图1所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系.图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧测力计,不计绳与滑轮的摩擦.实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.

该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为O点,顺次选取5个点,分别测量这5个点到O之间的距离,并计算出它们与O点之间的速度平方差△V2△V2="V"2﹣V02),填入表:

点迹
 

s/cm
 

△v2/m2s2
 

O
 

/
 

/
 

1
 

160
 

004
 

2
 

360
 

009
 

3
 

600
 

015
 

4
 

700
 

018
 

5
 

920
 

023
 

 

若测出小车质量为02kg,结合如图2的图象可求得小车所受合外力的大小为___N

本实验中是否必须满足小桶(含内部沙子)的质量远小于小车的质量________(填是或否)

若该同学通过计算发现小车所受合力小于弹簧测力计读数,明显超出实验误差的正常范围.你认为主要原因是________

 

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