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【题目】某研究小组设计了一种“用一把尺子测定动摩擦因数”的实验方案。如图所示,A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端与桌面相切),B是质量为m 的滑块(可视为质点)。

第一次实验,如图所示,将滑槽末端与桌面右端况 对齐并固定,让滑块从滑槽最髙点由静止滑下,最终落在水平地面上的P点,测出M距离地面的高度H、M与P '间的水平距离

第二次实验,如图b所示,将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定,让滑块B从X由静止滑下,最终落在水平地面上的P'点,测出滑槽末端与桌面右端M的距离L、M与P'间的水平距离

(1)第二次实验中, “X”处应填___________

(2)第二次实验中,滑块到槽最低点的速度大小为__________。(用实验中所测物理量的符号表示,已知重力加速度为g)。

(3)若实验中测得H=25cm、=30cm、L=10cm、=20cm,则滑块与桌面间的动摩擦因数= _________

【答案】 滑槽最高点 0.5

【解析】(1)第二次实验中,应让滑块B仍从滑槽最高点由静止滑下;

(2)两图中滑块到达滑槽低端的速度相等,由图(a)中平抛运动知识得:
水平方向: …①
由竖直方向有:h= gt2…②
由①②式求得: …③
(2)利用平抛运动,同理可求得图(b)中离开桌面的速度为: …④
物体在水平桌面上运动,由动能定理: …⑤
联立③④⑤式代入数据解得:u=0.5

点睛: 该实验有一定的创新性,解题关键利用平抛运动的知识求出两种情况的速度(注意区分两种情况的速度),再利用动能定理列方程求解.

练习册系列答案
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【题目】如图所示,一带电量为+q、质量为m的小球,从距地面高2h处以一定的初速度水平抛出,在距抛出点水平距离为s处有根管口比小球大的竖直细管,细管的上口距地面高为h,为了使小球能无碰撞地落进管口通过管子,可在管子上方整个区域内加一水平向左的匀强电场,求:

(1)小球的初速度;

(2)应加电场的场强;

(3)小球落地时的动能.

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【题目】在探究加速度与力、质量的关系的实验时,采用了如图甲所示的实验方案。操作如下:

1)平衡摩擦力时,若所有的操作均正确,打出的纸带如图乙所示,应________(填减小增大)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹________为止。

2)已知小车质量为M,盘和砝码的总质量为m,要使细线的拉力近似等于盘和砝码和总重力,应该满足的条件是m________M(填远小于远大于等于)。

3)图丙为小车质量一定时,根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象。若牛顿第二定律成立,则小车的质量M________kg

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【题目】如图所示,质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动.圆半径为R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨.则下列说法正确的是

A. 小球在最低点对圆环的压力大小等于5mg

B. 小球在最低点处于失重状态

C. 小球在最高点的线速度大小等于0

D. 小球在最高点的向心加速度大小等于g

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【题目】简谐运动是一种理想化的运动模型,是机械振动中最简单、最基本的振动。它具有如下特点:

(1)简谐运动的物体受到回复力的作用,回复力的大小与物体偏离平衡位置的位移大小成正比、方向与位移方向相反,即:F= -kx,其中k为振动系数,其值由振动系统决定。

(2)简谐运动是一种周期性运动,其周期与振动物体的质量的平方根成正比,与振动系统的振动系数的平方根成反比,而与振幅无关,即:

(1)如图所示,一光滑的水平杆,在杆上穿有两轻质弹簧,劲度系数分别为k1k2,弹簧两端固定于竖直墙上,中间系一质量为m的金属小球,此时两弹簧均处于原长,O为平衡位置。现将小球沿杆拉开一段距离后松开,小球以O为平衡位置做简谐运动。

a.写出小球偏离平衡位置的位移大小为x时合外力F的表达式;

b.写出小球做简谐运动的周期T

(2)一定质量的理想气体,在温度保持不变的条件下,其压强与体积的乘积保持不变,即:PV =P'V'(玻意尔—马略特定律)。如图所示,一密闭长方体容器,导热性能良好,中间有一质量为m的活塞,将容器分隔成体积相等的两部分,且两部分气体完全相同,整个容器的温度保持不变。已知气体的压强为P0,活塞到两端的距离均为L,活塞的横截面积为S,取向右为正方向。

a.现将活塞缓慢向右移到M位置,由静止释放,试求出活塞的位移为x时两边气体的压强P1P2 比值;

b.证明:在振幅A远小于L的条件下,活塞的运动可以看作简谐运动。

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【题目】转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示。转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动,下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是 (  )

A. 笔杆上的各点做圆周运动的线速度大小相同

B. 笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的

C. 若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走

D. 笔杆上的点离O点越远的,做圆周运动的向心加速度越大

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【题目】如图所示,倾角的足够长的固定绝缘斜面上,有一个n=5匝、质量M=1kg、总电阻的矩形线框abcd,ab边长,bc边长。将线框置于斜面底端,使cd边恰好与斜面底端平齐,在斜面上的矩形区域efgh内有垂直于斜面向上的匀强磁场,磁感应强度B=0.1T,现通过沿着斜面且垂直于ab的细线以及滑轮把线框和质量m= 3kg的物块连接起来,让物块从离地面某高度处静止释放,线框沿斜面向上运动,恰好能够匀速进入有界磁场区域。当线框cd边刚好穿出磁场区域时,物块m恰好落到地面上,且不再弹离地面,线框沿斜面能够继续上升的最大的高度h=1.92m,线框在整个上滑过程中产生的焦耳热Q=36J,已知线框与斜面的动摩擦因数, g取, ,求:

(1)线框进入磁场之前的加速度;

(2)线框cd边刚好穿出有界磁场区域时的速度;

(3)济界磁场的宽度(即ef到gh的距离)

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【题目】一根大弹簧内套一根小弹簧大弹簧比小弹簧长0.20 m它们的下端固定在地面上上端自由如图甲所示.当加力压缩此组合弹簧时测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示则两根弹簧的劲度系数分别是(设大弹簧劲度系数为k1小弹簧劲度系数为k2)(   )

A. k1100 N/mk2200 N/m

B. k1200 N/mk2100 N/m

C. k1100 N/mk2300 N/m

D. k1300 N/mk2200 N/m

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【题目】如图所示,重叠物AB接触面间动摩擦因数都为μ,地面都光滑.当物体A受到水平拉力F作用,AB处于相对静止时,关于AB所受摩擦力对它们运动的影响,下列说法正确的是( ).

A. 两图中A物所受摩擦力都是阻力,方向都水平向右

B. 两图中B物所受摩擦力都是动力,方向都水平向左

C. 两图中B物所受摩擦力都为动力,甲图中方向为水平向左,乙图中方向水平向右

D. 甲图中B所受摩擦力为动力,乙图中B所受摩擦力为阻力,它们的方向都是水平向左

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