【题目】如图所示,ABC为金属杆做成的轨道,固定在竖直平面内。轨道的AB段水平粗糙,BC段是半径为R=0.1m的光滑半圆弧。一质量m=0.2kg的小环套在杆上,在恒定水平拉力F的作用下,从A点由静止开始运动,经时间t=0.5到达B点,然后撤去拉力F,小环沿轨道上滑,到达C处恰好掉落做自由落体运动。小环与水平直杆间动摩擦因数μ=0.3,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)小环从C处落到B处所用的时间;
(2)小环第一次到达B点时的速度大小;
(3)水平拉力F大小。
【答案】(1)小环从C处落到B处所用的时间是0.2s;(2)小环第一次到达B点时的速度大小是2m/s;(3)水平拉力F大小是1.4N。
【解析】
(1)小环从C处落到B处做自由落体运动,由位移时间公式求时间。
(2)由于轨道光滑,从B到C小环的机械能守恒,由机械能守恒定律求小环第一次到达B点时的速度大小。
(3)小环从A到B做匀加速运动,先由速度公式求得加速度,再由牛顿第二定律求F的大小。
(1)小环从C处落到B处做自由落体运动,则
可得
(2)因小环恰好能通过C点,则在C点速度为零,又因为BC轨道光滑,小环在BC段轨道运动时只有重力做功,机械能守恒,以AB为零势能面,则由机械能守恒定律得
解得 vB=2m/s
(3)在A点小环受重力G、支持力N、拉力F和摩擦力f,受力分析如图
小环在恒力作用下做匀加速直线运动,加速度为 。
根据牛顿第二定律得 F﹣f=ma
又 f=μN
联立解得 F=1.4N
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【题目】如图所示,虚线a、b、c代表电场中一簇等势线,相邻等势线之间的电势差相等,实线为一带正电质点(重力不计)仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,质点先后通过这条轨迹上的P、Q两点,对同一带电质点,据此可知( )
A. 三个等势线中,a的电势最高
B. 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时大
C. 带电质点通过P点时的电场力比通过Q点时小
D. 带电质点在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能大
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【题目】某物理小组在一次探究活动中测量小滑块与木板之间的动摩擦因数μ。实验装置如图甲所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,P为光电计时器的光电门,固定在B点。实验时给带有遮光条的小滑块一个初速度,让它沿木板从左侧向右运动,小滑块通过光电门P后最终停在木板上某点C。已知当地重力加速度为g。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d如图乙所示,其读数d=____ cm。
(2)为了测量动摩擦因数,除遮光条宽度d及数字计时器显示的时间t外,下列物理量中还应测量的是____。
A.木板的长度L1 B.木板的质量m1
C.小滑块的质量m2 D.木板上BC间的距离L2
(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=____[用(2)中物理量的符号表示]。
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【题目】如图所示,一质量M=2kg、长L=1m的小车静止在光滑的水平地面上,有一质量m=1 kg的物块(可视为质点)以水平向右、大小为v0=3 m/s的初速度从左端滑上小车,当物块滑到小车的中点时刚好相对于小车静止.以后两者一起向右运动,当小车与竖直墙壁发生碰撞后立即以原速率返回.试求:(g取10 m/s2)
(1)物块与小车相对静止时的速度v;
(2)物块与小车间的动摩擦因数;
(3)物块在运动的过程中离竖直墙壁的最小距离d.
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【题目】如图所示的电路中,由均匀的电阻丝组成的等边三角形ABC导线框,垂直于匀强磁场放置。将AB两点接入一节干电池的两端,AC和BC两边导线受到的总安培力为F,方向为_____。若将AB边移走,其它不变,则余下的导线受到的总安培力大小_____F(选填“>”、“=”或“<”)
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【题目】如图所示,平面直角坐标系xOy中,在y>0及y<区域存在场强大小相同,方向相反且均平行与y轴的匀强电场,在区域存在方向垂直于xOy平面向外的匀强磁场。一质量为m,电荷量为q的带正电粒子,从y轴上的点P1(0,3L)以速率v0,方向沿x轴正方向出发,然后经过x轴上的点P2(8L,0)进入磁场。已知带电粒子分别在电场和磁场中运功时所受力大小相等,不计粒子重力。求:
(1)粒子到达P2点时的速度大小和方向;
(2)磁场的磁感应强度大小
(3)粒子第n次经过x轴的坐标
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【题目】有一个小灯泡上标有“4 V 2 W”的字样,现要
描绘这个灯泡的伏安特性图线,有下列器材可选:
A. 电压表(0—5V,内阻约为10KΩ) B. 电压表(0—10V,内阻约为20kΩ)
C. 电流表(0—0.3 A,内阻约为1Ω) D. 电流表(0—0.6A,内阻约为0.4Ω)
E. 滑动变阻器(10Ω,2A) F.滑动变阻器(100Ω,2A)
G. 学生电源(直流6V),还有开关、导线若干
(1)用多用电表欧姆挡粗测灯泡的电阻,选用“ ×10”挡测量时,发现指针偏转角度过大,则应选用×_______ 的挡。
(2)实验中所用电流表应选用_____,滑动变阻器应选用_____(用对应的选项字母表示)
(3)实验时要求尽量减小实验误差,测量电压时应从零开始多取几组数据,且当开关闭合前滑片应滑变阻器的左边。请将图甲中实物按要求连接成满足实验要求的测量电路______.
(4)某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特佺曲线(如图乙所示),若用电动势为3 V、内阻为2. 5Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是________ W。
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【题目】如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大导线圈M相连接,要使小导线圈N获得逆时针方向的感应电流,则放在导轨中的裸金属棒ab的运动情况是(两导线圈共面放置) ( )
A. 向右匀速运动 B. 向左减速运动
C. 向右减速运动 D. 向右加速运动
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【题目】在“用单摆测定重力加速度”的实验中:
(1)测量摆线长度的器材是 _______(选填“卷尺”或“米尺”);
(2)测出摆长后,在摆线偏离竖直方向 5位置释放小球,小球经过_______时开始计时,用秒表记录小球完成 n 次全振动的总时间 t,得到周期 T=t/n。若摆角从 5°改为 3°,单摆的周期会_______(选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(3)某同学用细线和铁锁制成一个单摆,如图a.所示。他测得悬 点到小铁锁下端的距离 L,然后将小铁锁拉离平衡位置一个小角度由静止释放,测出振动周期 T。多次改变悬线长并重复上面操作,得到多组 L、T 的数据,作出 T2-L 图像如图b.所示。若图线的斜率 为 k,截距为 L0,则当地重力加速度大小为_________;小铁锁的重心到其下端的距离为________
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