【题目】如图所示,一块质量为M=0.8kg、长为L的木板B放在光滑水平桌面上,B的左端有一质量为m=0.2kg的物块A(可视为质点),A上连接一根很长的轻质细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮挂上一质量为m0=0.1kg的重物,用手托住重物使细绳伸直但无张力,重物距离地面的高度为h=1m。已知A与B之间的动摩擦因数μ=0.2,A与滑轮间的细绳与桌面平行,B右端距离桌边定滑轮足够远。释放重物后,A相对于B滑动,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)重物落地前瞬间细绳上的拉力大小和A的速度大小
(2)当A、B相对静止时,A仍在B上,求从释放重物到A、B相对静止的过程中,A、B运动的时间和系统由于摩擦而产生的热量。
【答案】(1) 0.8N;2m/s(2) 1.6s;0.48J
【解析】
(1)设释放重物后重物的加速度为a1,细绳的张力为FT,牛顿第二定律,对重物和A组成的系统有
m0g-mg=(m0+m)a1
解得
a1=2m/s2
对A有
FT-mg=ma1
解得
FT=0.8N
对重物有
=2a1h
解得
v1=2m/s
(2)重物落地前,A运动的时间
t1= =1s
B的加速度
重物落地时B的速度
v2=a2t1=0.5m/s
重物落地后,A、B系统水平方向动量守恒,设它们相对静止时的共同速度为v有
mv1+Mv2=(m+M)v
解得
v=0.8m/s
从释放重物到A、B相对静止的时间
t==1.6s
A、B的相对位移
xA-xB=h+ =1.2m
根据功能关系可知系统由于摩擦而产生的热量
Q=umg(xA -xB)=0.48 J
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【题目】某同学做验证向心力与线速度关系的实验。装置如图所示,一轻质细线上端固定在拉力传感器上,下端悬挂一小钢球。钢球静止时刚好位于光电门中央。主要实验步骤如下:
①用游标卡尺测出钢球直径d;
②将钢球悬挂静止不动,此时力传感器示数为F1,用米尺量出线长L;
③将钢球拉到适当的高度处释放,光电门计时器测出钢球的遮光时间为t,力传感器示数的最大值为F2;
已知当地的重力加速度大小为g,请用上述测得的物理量表示:
(1)钢球经过光电门时的线速度表达式v=____,向心力表达式=____;
(2)钢球经过光电门时的所受合力的表达式F合= ___;
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【题目】探究平抛运动实验装置如图所示,半径为 L 的四分之一圆轨道(可视为光滑) 固定于水平桌面上,切口水平且与桌边对齐,切口离地面高度为 2L.离切口水平距离为 L 的一探测屏 AB 竖直放置,一端放在水平面上,其高为 2L.一质量为 m 的小球从圆轨道上不同的位置静止释放打在探测屏上.若小球在运动过程中空气阻力不计,小球可视为质点, 重力加速度为 g.求:
(1)小球从图示位置 P 处静止释放,到达圆轨道最低点 Q 处速度大小及小球对圆轨道压力;
(2)为让小球能打在探测屏上,小球应从圆轨道上什么范围内静止释放?
(3)小球从什么位置静止释放,小球打在屏上时动能最小,最小动能为多少?
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【题目】如图所示,跨过光滑轻质小定滑轮的轻绳一端系一质量为m的小球,另端系一质量为2m的重物,小球套在竖直固定的光滑直杆上,滑轮与杆之间的距离为d.现将小球从与滑轮等高的A处由静止释放,下滑过程中经过B点,A、B两点间距离也为d,重力加速度为g,则小球( )
A.刚释放时的加速度小于g
B.在B处的速度与重物此时的速度大小之比为
C.在B处的速度与重物此时的速度大小之比为
D.下落至B点机械能减少了mgd
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【题目】某同学通过实验测量某种合金金属的电阻率,待测金属丝接入电路部分的长度L=1m,阻值约为
(1)用螺旋测微器测量金属丝的直径如图所示,其直径D应为__________mm
(2)现提供实验器材如下:
电流表A1(量程为0-0.6A,电阻约为2)
电流表A2(量程为0-3A,电阻约为0.5)
电压表V1(量程为0~3V,电阻约为1k)
电压表V2(量程为0~5V,电阻约为10k)
滑动变阻器R(最大阻值为5)
电源E(电动势E=4V,内阻约为0.3)
单刀单掷开关一个,导线若干
实验中电流表应选用______(填“A1”或“A2"”);电压表应选用______(填“V1"或“V2”)
(3)请根据上面的实验仪器设计实验电路图,并在上面方框中画出来______(要求电表测量范围尽可能大)
(4)若实验中,电压表示数为U,电流表示数为I,金属丝长为L,直径为D,则该金属丝电阻率的表达式为=____________(请用题中字母表示)
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【题目】如图所示为某列火车在转弯处的轨道,已知轨道的倾角为θ,转弯半径为r,重力加速度为g,下列表述正确的是( )
A.转弯处的速度大小为时,车轮与内轨相互挤压
B.转弯处的速度大于时,车轮与内轨相互挤压
C.转弯处的速度大小为时,轨道对火车的支持力大小为
D.转弯处的速度大于时,轨道对火车的支持力大小为
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【题目】从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示.在0﹣t0时间内,下列说法中正确的是( )
A. Ⅰ、Ⅱ两个物体的加速度大小都在不断减小
B. Ⅰ物体的加速度不断增大,Ⅱ物体的加速度不断减小
C. Ⅰ物体的位移不断增大,Ⅱ物体的位移不断减小
D. Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是
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【题目】如图所示,光滑水平面上放着足够长的木板B,木板B上放着木块A,A、B间的接触面粗糙,现在用一水平拉力F作用在A上,使其由静止开始运动,则下列情况可能的是( )
A.拉力F做的功等于A、B系统动能的增加量
B.拉力F做的功小于A、B系统动能的增加量
C.拉力F和B对A做的功之和等于A的动能的增加量
D.A对B做的功小于B的动能的增加量
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【题目】2016 年10月19 日3时31分,“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号” 空间实验室成功实现自动交会对接,形成一个组合体,假设组合体在距离地面 393 千米高的轨道上绕地球做匀速圆周运动。航天员景海鹏、陈冬随后进人“天宫二号”空间实验室,两人在“天空二号”空间实验室中工作、生活了30 天,期间进行了多项科学实验和科普活动。下列说法中正确的是 ( )
A. 组合体绕地球做匀速圆周运动的向心加速度比同步卫星小
B. 在“天宫二号”空间实验室中航天员可以借助重锤和羽毛演示轻重物体下落快慢相同的的实验
C. 组合体绕地球做匀速圆周运动的速度一定小于7.9km/s
D. 航天员在“ 天空二号”空间实验室中工作的 30 天里共经历了30次日出
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