【题目】A、B两物块(可视为质点)相互挨着放在水平地板上,A与轻弹簧连接,弹簧的另一端固定在墙上,弹簧水平且自然松弛,两物块质量均为1kg,A与地板的摩擦可忽略,B与地板的摩擦因数μ=0.4,现用水平力F推物块B,使A、B将弹簧缓慢压缩x1=10cm,其间力F做功1.4J.
(1)此时弹簧的弹性势能多大;
(2)撤去力F,已知弹簧劲度系数k=200N/m,试求A、B分离时弹簧的形变量x2;
(3)已知弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比,试求A、B分离后,物块B的滑行距离S.
【答案】(1)1J;(2)2cm;(3)6.5cm.
【解析】(1)物体B与地面间的摩擦力为:f=0.4mg=0.4×1×10=4N,
对A、B弹簧系统,根据功能关系,有:WF﹣fx1=Ep弹,
代入数据解得:Ep弹=1J;
(2)A、B分离时刻,A、B间的弹力为零,对B,有:0.4mg=ma,
对A,有:kx2=ma,
联立解得:x2=0.02m=2cm,
此时B的加速度向左,故A的加速度也向左,说明弹簧是伸长的2cm;
(3)已知弹簧的弹性势能与其形变量的平方成正比,令Ep=cx2,最大压缩量为0.1m,此时弹性势能为1J,代入解得:C=400N/m
对从撤去推力到A、B分开瞬间过程,根据功能关系,有:
解得:v=m/s
此后A、B分开,B继续滑动,根据动能定理,有:﹣0.4mgs=0﹣mv2
解得:s=0.065m=6.5cm;
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【题目】如图甲所示是一种手摇发电的手电筒,内部有一固定的线圈和可来回运动的条形磁铁,其原理图如图乙所示.当沿图中箭头方向来回摇动手电筒过程中,条形磁铁在线圈内来回运动,灯泡发光.在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 增加摇动频率,灯泡变亮
B. 线圈对磁铁的作用力方向不变
C. 磁铁从线圈一端进入与从该端穿出时,灯泡中电流方向相反
D. 磁铁从线圈一端进入再从另一端穿出过程,灯泡中电流方向相同
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【题目】在追寻科学家研究足迹的过程中,某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系,采用了如图甲所示的实验装置.
(1)实验时,该同学用钩码的重力表示小车受到的合力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为应该采取的措施是______.(填选项前的字母)
A.保证钩码的质量远小于小车的质量
B.选取打点计时器所打的第1点与第2点 间的距离约为2mm的纸带来处理数据
C.把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平 衡摩擦力
D.必须先接通电源再释放小车
(2)如图乙所示是实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点,相邻计数点间的时间间隔为T,相关计数点问的距离已在图中标出,测出小车的质量为M,钩码的总质量为m.从打B点到打E点的过程中,合力对小车做的功是 ,小车动能的增量是 (用题中所测各物理量的符号表示)
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【题目】某物理实验小组采用如图甲所示装置研究平抛运动。
(1)安装实验装置时,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是________。
A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小
B.保证小球飞出时,初速度水平
C.保证小球在空中运动的时间每次都相等
D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线
(2)某同学每次都将小球从斜槽上同一位置由静止释放,并从斜槽末端水平飞出。改变水平挡板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学将水平挡板依次放在图乙中的1、2、3位置,且l与2的间距等于2与3的间距。若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为xl、x2、x3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的是________。
A.x2–xl=x3–x2 B.x2–xl<x3–x 2 C.x2–xl>x3–x2 D.无法判断
(3)另一同学通过正确的实验步骤及操作,在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹。部分运动轨迹如图丙所示。图中每小格的边长均为L,P1、P2和P3是轨迹图线上的3个点,重力加速度为g。可求出小球从P1运动到P2所用的时间为______,小球抛出时的水平速度为_____。
(4)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点O为坐标原点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,图中y﹣x2图象能说明平抛小球运动规律的是_________.
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【题目】如图甲所示是用主尺最小分度为1mm,游标上有20个小的等分刻度的游标卡尺测量一工件的内径的实物图,图乙是游标部分放大后的示意图.则该工件的内径为_____cm.用螺旋测微器测一金属杆的直径,结果如图丙所示,则杆的直径是_____mm.
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【题目】如图所示,一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O与质量为mB的小球B连接,另一端与套在光滑竖直杆上质量为mA的小物块A连接,杆两端固定且足够长,物块A由静止从图示位置释放后,先沿杆向上运动。设某时刻物块A运动的速度大小为vA,加速度大小为aA,小球B运动的速度大小为vB,轻绳与杆的夹角为。则
A. VB=
B. aA=
C. 小球B减小的重力势能等于物块A增加的动能
D. 当物块A上升到与滑轮等高时,它的机械能最大
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【题目】如图所示,在半径为R的圆形区域内充满磁感应强度为B的匀强磁场,MN是一竖直放置的感光板.从圆形磁场最高点P以速度v垂直磁场正对着圆心O射入带正电的粒子,且粒子所带电荷量为q、质量为m,不考虑粒子重力,关于粒子的运动,以下说法正确的是( )
A. 粒子在磁场中通过的弧长越长时间也越长
B. 出磁场的粒子其出射方向的反向延长线也一定过圆心0
C. 只要速度满足v=,入射的粒子出射后一定垂直打在MN上
D. 出磁场的粒子一定能垂直打在MN上
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【题目】如图所示,质量m的小球套在半径为R的固定光滑圆环上,圆环的圆心为O,原长为0.8R的轻质弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连,弹簧与圆环在同一竖直平面内,圆环上B点在O的正下方,当小球在A处受到沿圆环切线方向的恒力F作用时,恰好与圆环间无相互作用,且处于静止状态.已知: , ,弹簧处于弹性限度内, , ,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)该弹簧的劲度系数k;
(2)撤去恒力,小球从A点沿圆环下滑到B点时的速度大小vB;
(3)小球通过B点时,圆环对小球的作用力大小NB .
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【题目】如图所示,与轻绳相连的m=1.0kg滑块置于水平圆盘上,绳的另一端固定于圆盘中心的转轴上,绳子刚好伸直且无弹力,绳长l=0.5m。滑块随圆盘一起做匀速圆周运动,已知滑块与水平圆盘间的动摩擦因数μ=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2.
(1)圆盘角速度ω1=1rad/s时,求滑块的线速度和向心力大小;
(2) 若绳上无弹力求圆盘转动的角速度的范围;
(3)圆盘角速度ω由0缓慢增大到4rad/s过程中,圆盘对滑块所做功大小.
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