【题目】如下图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接.在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球,在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止,力F与圆槽在同一竖直面内,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力F使小球开始运动,直到所有小球均运动到水平槽内.重力加速度为g.求:
(1)水平外力F的大小;
(2)1号球刚运动到水平槽时的速度;
(3)整个运动过程中,2号球对1号球所做的功.
【答案】(1)10mgtan θ (2) (3)9mgrsin θ
【解析】试题分析:(1)以10个小球整体为研究对象,受力平衡,根据平衡条件求解水平外力F的大小;
(2)以1号球为研究对象,下滑过程中只有重力做功,其机械能守恒,则可求出1号球刚运动到水平槽时的速度;
(3)以整体为研究对象,求出所有球滚到水平槽中时的速度,再对1号球运用动能定理求解2号球对1号球所做的功.
解:(1)以10个小球整体为研究对象,由力的平衡条件可得
Fcosθ=10mgsinθ.
得F=10mgtanθ
(2)以1号球为研究对象,根据机械能守恒定律可得
mgh=得v=
(3)撤去水平外力F后,以10个小球整体为研究对象,利用机械能守恒定律可得
10mg(h+)=
得 v=
以1号球为研究对象,由动能定理得
mgh+W=
得W=9mgrsinθ
答:(1)水平外力F的大小是10mgtanθ;
(2)1号球刚运动到水平槽时的速度是;
(3)整个运动过程中,2号球对1号球所做的功为9mgrsinθ.
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【题目】用控制变量法,可以研究影响平行板电容器电容的因素(如图所示).设两极板正对面积为,极板间的距离为,静电计指针偏角为.实验中,极板所带电荷量不变:
(1)保持不变,增大,则__________( 变大,变小,不变 )
(2)保持,S不变,在两极板之间插入陶瓷电介质,则____________( 变大,变小,不变 )
(3)保持S不变,减小d,则两极板之间的电场强度E__________( 变大,变小,不变 )
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【题目】关于摩擦力,下面说法不正确的是( )
A.受静摩擦力的物体一定静止
B.摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C.受滑动摩擦力的物体不会处于静止状态
D.物体所受的滑动摩擦力或静摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力
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【题目】某同学为探究加速度与合外力的关系,设计了如图甲所示的实验装置.一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上,用轻绳绕过定滑轮及轻滑轮将小车与弹簧测力计相连.实验中改变悬挂的钩码个数进行多次测量,记录弹簧测力计的示数F,并利用纸带计算出小车对应的加速度a.
(1)实验中钩码的质量可以不需要远小于小车质量,其原因是_____.
A.小车所受的拉力与钩码的重力无关
B.小车所受的拉力等于钩码重力的一半
C.小车所受的拉力可由弹簧测力计直接测出
(2)图乙是实验中得到的某条纸带的一部分.已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,由纸带数据求出小车的加速度a=_____m/s2.
(3)根据实验数据绘出小车的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图象,图丙图象中最符合本实验实际情况的是_____.
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【题目】如图所示,一倾角为37°的斜面固定在水平地面上,质量m=1kg的物体在平行于斜面向上的恒力F作用下,从A点由静止开始运动,到达B点时立即撤去拉力F.此后,物体到达C点时速度为零.每隔0.2s通过速度传感器测得物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.(取 sin37°=0.6.cos37°=0.8)试求:
t/s | 0.0 | 0.2 | 0.4 | … | 2.2 | 2.4 | … |
v/ms﹣1 | 0.0 | 1.0 | 2.0 | … | 3.3 | 1.2 | … |
(1)斜面的摩擦系数μ;
(2)恒力F的大小;
(3)t=1.6s时物体的瞬时速度.
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【题目】如图所示,在水平地面上有一向右匀加速行驶的车,车在2 s的时间内速度由2 m/s增为6 m/s,车内用绳AB与绳BC拴住一个小球,BC绳水平,AB绳与竖直方向夹角θ为37°,小球质量为0.8 kg,小球在车中位置始终未变(g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求:
(1)小球对AB绳的拉力大小;
(2)小球对BC的拉力大小.
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【题目】如图所示,匀强电场场强大小为E,方向与水平方向夹角为θ(θ≠45°),场中有一质量为m,电荷量为q的带电小球,用长为L的细线悬挂于O点,当小球静止时,细线恰好水平.现用一外力将小球沿圆弧缓慢拉到竖直方向最低点,小球电荷量不变,则在此过程中( )
A. 外力所做的功为mgLcotθ
B. 外力所做的功为mgLtanθ
C. 带电小球的电势能增加2mgLcotθ
D. 带电小球的电势能增加qEL(sinθ+cosθ)
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【题目】甲、乙两车某时刻由同一地点沿同一方向开始做直线运动,若以该时刻作为计时起点,得到两车的位移—时间(x—t)图象如图所示,则下列说法正确的是
A. 时刻甲车加速度大于乙车加速度
B. 甲车追上乙车以前时刻两车相距最远
C. 0~时间内,乙车的平均速度等于甲车的平均速度
D. 时刻两车的速度刚好相等
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【题目】关于电磁感应相关现象,下列说法中正确的是( )
A.电磁感应现象是奥斯特通过实验发现的
B.闭合线圈在磁场中运动一定能产生感应电流
C.电磁感应说明了磁能生电
D.电磁起重机是利用电磁感应现象制成的
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