【题目】水平地面上固定着竖直面内半径R=5.25m的光滑圆弧槽,圆弧对应的圆心角为37°,槽的右端与质量m=1kg、长度L=4m且上表面水平的木板相切,槽与木板的交接处静止着质量m1=2kg和m2=1kg的两个小物块(可视为质点)。现点燃物块间的炸药,炸药爆炸释放的化学能有60%转化为动能,使两物块都获得水平速度,此后m2沿圆弧槽运动,离开槽后在空中能达到的最大高度为h=1.8m。已知m1与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)物块到达圆弧槽左端时的速率v;
(2)炸药爆炸释放的化学能E;
(3)木板从开始运动到停下的过程中与地面间因摩擦而产生的热量Q。(保留到小数点后两位)
【答案】(1)10m/s;(2)151.25J;(3)2.00J
【解析】
(1)离开圆弧槽后,在空中的飞行过程的逆过程是平抛运动,分解离开圆槽时的速度,有
根据平抛运动规律得
代入数据联立解得
(2)设炸药爆炸后,、获得的速率分别为力、,运动过程中,由机械能守恒定律有
代入数据得
=11m/s
爆炸过程中,由动量守恒定律有
代人入数据得
=5.5m/s
由题意有
代入数据联立解得
(3)对物块,根据牛顿第二定律则有
对木板,根据牛顿第二定律则有
代入数据得
=2m/s2
=1m/s2
设经过时间时间从木板上飞出有
代入数据得
或(舍去)
即当1s时物块飞离木板,则有
物块飞出后,对木板受力分析可知
木板从开始运动到停下的过程中与地面间因摩擦而产生的热量为
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【题目】如图所示,A、B 为平行金属板,两板相距为 d,分别与电源两极相连,两板的中央各有一小孔 M 和 N.今有一带电质点,自 A 板上方相距为 d 的 P 点由静止自由下落(P、M、N 在同一竖直线上),空 气阻力忽略不计,到达 N 孔时速度恰好为零,然后沿原路返回.若保持两极板间的电压不变,则下列说法错误的是( )
A.把 A 板向上平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后仍能返回
B.把 A 板向下平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后将穿过 N 孔继续下落
C.把 B 板向上平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后仍能返回
D.把 B 板向下平移一小段距离,质点自 P 点自由下落后将穿过 N 孔继续下落
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【题目】设物体运动的加速度为a、速度为v、位移为s.现有四个不同物体的运动图象如图所示,假设物体在t=0时的速度均为零,则其中表示物体做单向直线运动的图象是( )
A.B.
C.D.
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【题目】如图所示,从某高度水平抛出一小球,经过时间t到达一竖直墙面时,速度与竖直方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是
A.小球水平抛出时的初速度大小为gttanθ
B.小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为
C.若小球初速度增大,则平抛运动的时间变长
D.若小球初速度增大,则tanθ增大
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【题目】如图所示为一种获得高能粒子的装置,环形区域内存在垂直纸面向外、大小可调节的匀强磁场,质量为m、电荷量为q的粒子在环中做半径为R的圆周运动,A、B为两块中间开有小孔的极板,原来电势都为零,每当粒子顺时针飞经A板时,A板电势升高为U,B板电势仍保持为零,粒子在两极板间电场中得到加速,每当粒子离开B板时,A板电势又降为零,粒子在电场一次次加速下动能不断增大,而绕行半径不变,粒子自身重力不计,则
A.粒子从A板小孔处由静止开始在电场作用下加速,绕行n圈后回到A板时获得的总动能为nqU
B.在粒子绕行的整个过程中,A板的电势可以始终保持为+U
C.在粒子绕行的整个过程中,每一圈的周期不变
D.为使粒子始终保持在半径为R的圆轨道上运动,磁场必须周期性递增,则粒子绕行第8圈时的磁感应强度为
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【题目】A、B是两种放射性元素的原子核,原来都静止在同一匀强磁场,其中一个放出α粒子,另一个放出β粒子,运动方向都与磁场方向垂直。图中a、b与c、d分别表示各粒子的运动轨迹,下列说法中正确的是
A. 磁场方向一定垂直纸面向里
B. A放出的是α粒子,B放出的是β粒子
C. a为α粒子运动轨迹,d为β粒子运动轨迹
D. a轨迹中粒子比b轨迹中的粒子动量大
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【题目】小明研究小车在水平长木板上运动所受摩擦力的大小,选用的实验器材是:长木板、总质量为m的小车、光电门、数字毫秒计、弧形斜面、挡光片、游标卡尺、刻度尺。器材安装如图甲所示。
(1)主要的实验过程:
①用游标卡尺测量挡光片宽度d,读数如图乙所示,则d=________mm。
②让小车从斜面上某一位置释放,读出小车通过光电门时数字毫秒计示数t。
③用刻度尺量出小车停止运动时遮光板与光电门间的距离L。
④求出小车与木板间摩擦力f=_______(用物理量的符号表示)。
(2)实验中,小车释放的高度应该适当_______(选填“高”或“低”)些。
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【题目】“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,小灯泡的额定电压为2.5 V,额定功率为0.5 W,实验中除导线和开关外,还有以下器材可供选择:
A.直流电源3 V(内阻不计)
B.直流电流表0~300 mA(内阻约为5 Ω)
C.直流电流表0~3 A(内阻约为0.025 Ω)
D.直流电压表0~3 V(内阻约为3.0 kΩ)
E.滑动变阻器100 Ω,0.5 A
F.滑动变阻器10 Ω,2 A
实验要求小灯泡两端的电压从零开始变化并能进行多次测量。
(1)实验中电流表应选用__________,滑动变阻器应选用__________。(均填写仪器前的字母)
(2)应选择下图中哪一个电路图进行实验?__________。
(3)根据实验数据,画出小灯泡I-U图线如图乙所示。由此可知,当电压为0.5 V时,小灯泡的灯丝电阻是________ Ω。
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【题目】法拉第圆盘发电机的示意图如图所示。铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片分别与圆盘的边缘和铜轴接触,圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中。圆盘旋转时,关于流过电阻R的电流,下列说法正确的是( )
A.若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定
B.若从上向下看,圆盘顺时针转动,则电流方向由b到a
C.若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化
D.若圆盘转动的角速度变为原来的2倍,则R消耗的热功率也变为原来的2倍
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