【题目】如图a所示的“冰爬犁”是北方儿童在冬天的一种游戏用具:“上坐一人,双手握铁篙,向后下方用力点冰,则冰床前进如飞。”在空旷的水平冰面上,有一小孩从静止开始,连续三次“点冰”后,爬犁沿直线继续滑行了24m后停下。某同学用v-t图像描述了上述运动过程,如图b所示。
(1)求爬犁减速滑行时加速度的大小a2和运动中的最大速率vmax;
(2)求小孩“点冰”时爬犁加速度的大小a1;
(3)通过受力分析,说明“点冰”过程中爬犁加速的原因;
(4)该同学把小孩每次“点冰”使爬犁加速的过程视为匀加速直线运动,他做了哪些近似的处理。
【答案】(1)0.93m/s2;6.67m/s(2)3.72m/s2(3)见解析(4)把力近似看做恒力
【解析】
(1)小孩滑行时水平方向只受摩擦力的作用,做匀减速直线运动,与初速度为零的匀加速直线运动具有对称性,因此有
将s2=24m、△t2=(12-4.8)s=7.2s代入上式,
可解得a2=0.93m/s2
根据
可解得运动中的最大速率vmax=6.67m/s
(2)小孩“点冰”加速过程中速度的增大量与滑行过程中速度的减小量相等,加速的时间共计
t1=0.8s+0.8s+0.8s=2.4s
减速的时间共计
t2=1.2s+1.2s+7.2s=9.6s
根据
a1t1=a2t2
可解得小孩“点冰”时爬犁加速度的大小
m/s2
(3)小孩和“爬犁”看作一个整体,小孩向后下方用力点冰,冰反过来给整体一个反作用力F,整体的受力情况如图所示。
当F的水平分力大于摩擦力时,整体就向前做加速运动。(或:“爬犁”受到重力、冰面支持力、冰面摩擦力、小孩压力、小孩摩擦力。“爬犁”受到的小孩摩擦力大于冰面摩擦力,使“爬犁”向前加速度运动。)
(4)小孩向后下方点冰时,给冰面的作用力是变化的,该同学把该力近似看作恒力,其反作用也是恒力,才可将爬犁的加速运动视为匀加速直线运动。
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【题目】某同学用伏安法测一节干电池的电动势和内阻,现备有下列器材:
A.被测干电池一节
B.电流表:量程0 ~ 0.6 A,内阻为0.1 Ω
C.电流表:量程0 ~ 3 A,内阻约为0.02 Ω
D.电压表:量程0 ~ 3 V,内阻约为15kΩ
E.滑动变阻器:0 ~ 30 Ω,最大允许通过电流为2 A
F.滑动变阻器:0 ~ 2 kΩ,最大允许通过电流为1 A
G.导线若干,开关
(1)为了尽量得到较准确的实验结果和方便操作,我们选择了图甲所示的电路进行实验,电流表应选________。(填器材前面的字母序号,如A、B、C等)。
(2)某同学根据记录的数据画出U-I图线如图乙所示。根据图乙中所画的图线可得出干电池的电动势E = ____V,内阻r = ____Ω。(结果均保留两位有效数字)
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【题目】如图所示,在竖直面内有一以O点为圆心的圆,AB、CD分别为这个圆沿竖直和水平方向的直径,该圆处于静电场中。将带负电荷的小球从O点以相同的动能分别沿竖直平面向不同方向射出,小球会沿圆所在平面运动并经过圆周上不同的点。已知小球从O点分别到A、B两点的过程中电场力对它做的功相同,小球到达D点时的电势能最大。若小球只受重力和电场力的作用,则下列说法中正确的是
A. 此电场可能是位于C点的正点电荷形成的
B. 小球到达B点时的动能等于到达点A时的动能
C. 小球到达B点时的机械能与它在圆周上其他各点相比最小
D. 小球到达A点时的电势能和重力势能之和与它在圆周上其他各点相比最小
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【题目】位于磁场中的甲、乙两个矩形金属线框可绕各自的轴转动,两根导线将两个线框按如图方式连接。现用外力使甲线框顺时针方向转动。某时刻甲、乙线框恰处于如图所示的位置。设此时乙线框的ab边受到的安培力为F,则( )
A.F向上,乙线框表示电动机的原理
B.F向上,乙线框表示发电机的原理
C.F向下,乙线框表示电动机的原理
D.F向下,乙线框表示发电机的原理
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【题目】 某同学按照下图所示的电路进行实验。闭合电键S,将滑动变阻器的滑片P移到不同位置时,测得各电表的示数如下表所示。(电压表、电流表均可视为理想电表)
实验序号 | 1 | 2 |
A1表示数/A | 0.60 | 0.44 |
A2表示数/A | 0.30 | 0.32 |
V1表示数/V | 2.40 | 2.56 |
V2表示数/V | 1.20 | 0.48 |
(1)电路中E、r分别为电源的电动势和内阻,R1、R2、R3为三个定值电阻的阻值。这五个物理量中,根据上表中的数据可求出的是________。(写出物理量的符号即可)
(2)实验中,由于用电器故障,发现两个电压表的示数相同且不为零,则可能的故障是:_________。
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【题目】如图所示,在倾角为α的光滑斜面上,放置一根长为L,质量为m的导体棒.在导体棒中通以电流I时,欲使导体棒静止在斜面上,下列外加匀强磁场的磁感应强度B的大小和方向正确的是( )
A. ,方向沿斜面向上
B. ,方向垂直斜面向下
C. ,方向竖直向下
D. ,方向竖直向上
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【题目】某兴趣小组用图示器材研究电磁感应现象
(1)以笔画线代替导线,将图中电路连接完整。(________)
(2)电路正确连接后,手持线圈B,放在线圈A的上方附近(如图),闭合开关,发现灵敏电流计向左轻微偏转,当线圈B完全放入线圈A中,断开开关瞬间灵敏电流计指针向______偏转(填“左”或“右”)
(3)若用楞次定律解释(2)中实验现象,需要明确:_____________。
A.灵敏电流计指针偏转方向与电流流入方向之间的关系
B.线圈A的绕向
C.线圈B的绕向
D.两线圈的匝数
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【题目】如图所示,两块平行金属板竖直放置,两板间的电势差U=1.5×103V(仅在两板间有电场),现将一质量m=1×10-2kg、电荷量q=4×10-5C的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h=20cm的地方以初速度v0=4m/s水平抛出,小球恰好从左板的上边缘进入电场,在两板间沿直线运动,从右板的下边缘飞出电场,g取10m/s2,求:
(1)金属板的长度L;
(2)小球飞出电场时的动能Ek。
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【题目】(1)某同学用多用电表欧姆挡粗测一电阻Rx的阻值。选择“×1”挡时,指针指示如图甲所示,则示数为____Ω。(取一位有效数字)
(2)为精确的测量Rx的阻值,现取来两节干电池(总电动势为3V,总内阻为0.4 Ω)、开关和若干导线及下列器材:
A.电压表(0~3 V,内阻约10kΩ)
B.电流表(0~0.6 A,内阻很小,可不计)
C.电流表(0~3 A,内阻很小,可不计)
D.滑动变阻器(0~5 Ω,额定电流为0.5 A)
E.滑动变阻器(0~10 Ω,额定电流为1 A)
(i)电流表应选____;(填序号字母)
(ii)要求滑动变阻器分压连接,滑动变阻器应选____;(填序号字母)
(iii)实验中该同学的实物连线如图乙所示,其中有一处不妥,不妥处为____ 。(填①至⑧的序号)
(3)该同学将(2)中的错误纠正并测出Rx的阻值后,又进行了以下实验:将导线③连接在电池负极的一端改为连接在开关的右端,闭合开关,当滑片P移到某位置c(图乙中未标出)时,读出电压表示数为2.2V,电流表示数为0.4 A,则变阻器的ca与cb段的电阻之比Rca:Rcb=____。
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