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14.如图所示,粗糙斜面倾角θ=37°,斜面宽a为3m,长b为4m,质量为0.1kg的小木块从斜面A点静止释放,释放同时用与斜面底边BC平行的恒力F推该小木块,小木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).
(1)若F大小为0,求木块到达底边所需的时间t1
(2)若木块沿斜面对角线从点A运动到点C,求力F的大小及A到C所需时间t2

分析 (1)在沿斜面方向上由牛顿第二定律求的加速度,再有运动学公式求的时间;
(2)物体受力分布在立体空间,通过受力分析求的沿AC方向上的合力,由牛顿第二定律求的加速度,再有运动学公式求的时间

解答 解:(1)物体在斜面上沿斜面产生的加速度为:
a=$\frac{mgsinθ-μmgcosθ}{m}=gsinθ-μgcosθ=2m/{s}^{2}$
下滑的时间为:
${t}_{1}=\sqrt{\frac{2b}{a}}═\sqrt{\frac{2×4}{2}}s=2s$
(2)若木块沿斜面对角线从点A运动到点C,说明物体受到的合力沿AC方向,设AC与AB的夹角为α,AC=$\sqrt{{a}^{2}+{b}^{2}}=5m$,由几何关系可得:
$sinα=\frac{3}{5}$
故施加的外力为:F=mgsinθ•tanα=0.45N
由牛顿第二定律可得产生的加速度为:$a′=\frac{\frac{mgsinθ}{cosα}-μmgcosθ}{m}=3.5m/{s}^{2}$
由运动学公式$x=\frac{1}{2}a{′t}_{2}^{2}$得:${t}_{2}=\sqrt{\frac{2x}{a′}}$=$\sqrt{\frac{2×4}{3.5}}$≈1.5s
答:(1)若F大小为0,求木块到达底边所需的时间t1为2s
(2)若木块沿斜面对角线从点A运动到点C,求力F的大小及A到C所需时间t2为1.5s.

点评 本题物体受力分布在立体空间,分成垂直于斜面和平行于斜面两平面内研究,沿斜面方向做初速度为零的匀加速运动,

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.在电场强度为E的匀强电场中,一条与电场线平行的直线上有两个静止的小球A和B(均可看作质点),两小球的质量均为m,A球带电荷量为+Q,B球不带电.开始时两球相距L,只在电场力的作用下,A球开始沿直线运动,并与B球发生正对碰撞.碰撞中A、B两球的总动能无损失,A、B两球间无电荷转移,重力不计.问:
(1)A球经过多长时间与B球发生第一次碰撞?
(2)第一次碰撞后,A、B两球的速度各为多大?
(3)第一次碰撞后,要经过多长时间再次发生碰撞?

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5.如图所示,虚线左方为磁感应强度为B的匀强磁场,磁场方向垂直纸面水平向外.右方为匀强电场,电场方向沿纸面竖直向下,电场宽度为磁场宽度的$\sqrt{2}$倍.一个带电粒子(重力不计)从左方O1处以速度v沿纸面水平向右射入该磁场;另一个完全相同的带电粒子从O2处(O1和O2在同一水平线上)同时以同样大小的速度沿纸面水平向左射入该电场,两粒子都从磁场和电场边界的P点分别射出磁场和电场,已知从磁场射出的粒子的出射方向与入射方向成θ1=60°的夹角(图中未画出).求:
(1)电场的电场强度;
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(3)穿过电场的带电粒子穿出电场时的速度方向.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

2.1931年英国物理学家狄拉克从理论上预言:在只有一个磁极的粒子即“磁单极子”.1982年美国物理学家卡布莱设计了一个寻找磁单极子的实验,他设想如果只有N极的磁单极子从上而下穿过如图所示的电阻趋于零的(超导)线圈,那么从上向下看,这个线圈将出现(  )
A.先是逆时针方向,然后是顺时针方向的感应电流
B.先是顺时针方向,然后是逆时针方向的感应电流
C.顺时针方向持续流动的感应电流
D.逆时针方向持续流动的感应电流

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9.如图所示,理想变压器接在电压U恒定不变的交流电源上,原副线圈分别接有相同的灯泡A、B和光敏电阻R(随照射光增强,R阻值变小),滑动滑片P可以改变接入电路的副线圈匝数,则(  )
A.保持光照不变,滑片P向下移动,变压器的输入功率不变
B.保持光照不变,滑片P向上移动,A、B灯均变亮
C.保持滑片P位置不变,减弱照射光强度,A灯变暗
D.保持滑片P位置不变,增强照射光强度,B灯变亮

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19.如图所示,MN、PQ是相互平行的足够长的直导轨,与水平面成37°角倾斜放置,其间距l=0.2m,R1、R2是连在导轨两端的电阻,R1=R2=0.8Ω,ab是跨接在导轨上质量m=0.1kg,长度L=0.3m的粗细均匀的导体棒,导体棒的总电阻r=0.3Ω,空间存在B=0.5T,方向斜向上与斜面轨道垂直的匀强磁场,如图1所示,从零时刻开始,通过微型电动机对ab棒施加一个牵引力F,沿斜面轨道平行向上,使其从静止开始沿导轨做加速运动,2s末牵引力F的功率是2.64W,此过程中导体棒始终保持与导轨垂直且接触良好,图2是棒3s内的速度-时间图象,除R1、R2及导体棒的总电阻以外,其余部分的电阻均不及,g=10m/s2

(1)求导体棒与导轨间的动摩擦因数;
(2)如果牵引力F从静止起作用3s后突然变为大小为0.73N的恒力,方向不变,求这之后电阻R1消耗的最小功率.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

6.两个物体在光滑水平面上发生正碰,可能发生的现象是(  )
A.质量大的物体动量变化大
B.两个物体动量变化大小相等,方向相反
C.一个物体的速度减小,另一个物体的速度增加
D.质量小的物体速度变化大

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8.为了“探究外力做功与物体动能变化的关系”,查资料得知:弹簧的弹性势能Ep=$\frac{1}{2}$kx2,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的变形量,某同学用压缩的轻质弹簧推静止的小铁球(已知质量为m)来探究这一问题,为了方便,把小铁球放在光滑水平桌面上做实验,让小铁球在弹力作用下运动,即只有弹簧推力做功,重力加速度为g.
该同学设计实验如下,完成下列填空.
(1)如图甲所示,将轻质弹簧竖直挂起来,在弹簧的另一端挂上小铁球,静止时测得弹簧的形变量为d,在此步骤中,目的是要确定弹簧的劲度系数k,用m、d、g表示为$\frac{mg}{d}$
(2)如图乙所示,将这根弹簧水平放在光滑桌面上,一端固定在竖直墙面,另一端与小铁球接触,用力推小铁球压缩弹簧;小铁球静止时测得弹簧压缩量为x,撇去外力后,小铁球被弹簧推出去,从水平桌面边沿抛出落到水平地面上.
(3)在实验中,保持弹簧压缩量不变,重复多次上述操作,从而确定小铁球的平均落地点,目的是减小偶然误差(选填“系统误差”或“偶然误差”)
(4)测得水平桌面离地面高为h,小铁球落地点离桌面边沿的水平距离为L,则小铁球被弹簧弹出的过程中动能变化量△Ek=$\frac{mg{L}^{2}}{4h}$(用m、h、L、g表示):弹簧对小铁球做的功W=$\frac{mg{x}^{2}}{2d}$(用m、x、d、g表示).对比W和△Ek就可以得出“外力做功与物体动能变化量的关系”,即“在实验误差允许范围内,外力所做的功等于物体动能的变化量”.

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9.下列说法中正确的是(  )
A.物体是由大量分子组成的,分子间的引力和斥力同时随分子间距离的增大而减小
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D.第二类永动机违反能量守恒定律
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