【题目】如图所示,倾角30°的光滑斜面上,轻质弹簧两端连接着两个质量均为的物块和,紧靠着挡板,通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与质量的物块连接,细绳平行于斜面,在外力作用下静止在圆心角为60°、半径的的光滑圆弧轨
道的顶端处,此时绳子恰好拉直且无张力;圆弧轨道最低端与粗糙水平轨道相切,与一个半径的光滑圆轨道平滑连接。由静止释放,当滑至时,恰好离开挡板,此时绳子断裂。已知与间的动摩擦因数,重力加速度取,弹簧的形变始终在弹性限度内,细绳不可伸长。
(1)求弹簧的劲度系数;
(2)求物块滑至处,绳子断后瞬间,对圆轨道的压力大小;
(3)为了让物块能进入圆轨道且不脱轨,则间的距离应满足什么条件?
【答案】(1);(2)144N;(3)①第一种情况,不超过圆轨道上与圆心的等高点,6m x8m;②第二种情况,过圆轨道最高点,x3m
【解析】(1)A 位于a 处时,绳无张力且物块B 静止,故弹簧处于压缩状态
对B 由平衡条件有kx=mgsin30° (1分)
当C 恰好离开挡板P 时,C 的加速度为0,故弹簧处于拉升状态
对C 由平衡条件有kx′= mgsin30° (1分)
由几何关系知R=x+x′ (2分)
代入数据解得 (1分)
(2)物块A 在a 处与在b 处时,弹簧的形变量相同,弹性势能相同. 故 A 在a 处与在b
处时,A、B 系统的机械能相等
有 (1分)
如图所示,将A 在b 处的速度分解,由速度分解关系有vAcos30°=vB (1分)
代入数据解得 (1分)
在b 处,对A 由牛顿定律有 (1分)
代入数据解得
由牛顿第三定律,A 对圆轨道的压力大小为N′=144N (1分)
(3)物块A 不脱离圆形轨道有两种情况
①第一种情况,不超过圆轨道上与圆心的等高点
由动能定理,恰能进入圆轨道时需满足条件 (1分)
恰能到圆心等高处时需满足条件 (1分)
代入数据解得
即:6m x8m (1分)
②第二种情况,过圆轨道最高点
在最高点,由牛顿定律有
恰能过最高点时,N =0, (1分)
由动能定理有 (1分)
代入数据解得
所以x3m (1分)
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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,整个铜圆盘处于竖直向上的匀强磁场B中,并以角速度匀速转动,通过连接导线对电阻R供电,铜盘的电阻可忽略已知铜盘的直径为L,两铜片P、Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触良好。
判断圆盘中心电势与边缘电势哪个高及电阻R中电流方向;
写出电阻R中电流的表达式。
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【题目】如下图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点.每隔0.2 s通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.(重力加速度g=10 m/s2)求:
(1)物体在斜面和水平面上滑行的加速度大小;
(2)物体在斜面上下滑的时间;
(3)t=0.6 s时的瞬时速度v.
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【题目】如图所示,质量不等的盒子A和物体B用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A置于倾角为θ的斜面上,与斜面间的动摩擦因数μ=tan θ,B悬于斜面之外而处于静止状态.现向A中缓慢加入砂子,下列说法正确的是( )
A. 绳子拉力逐渐增大
B. A对斜面的压力逐渐增大
C. A所受的摩擦力一定逐渐增大
D. A可能沿斜面下滑
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【题目】(6分)某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。
①图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm,图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量△l为 cm;
②本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是 ;(填选项前的字母)
A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重
③图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是 。
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【题目】在同一地,甲、乙两物体沿同一方向做直线运动的速度—时间图象如图所示,则 ( )
A. 两物体两次相遇的时刻是2s末和6s末
B. 4s后乙在甲前面
C. 两物体相距最远的时刻是2s末
D. 乙物体先向前加速运动2s,随后向前减速4s
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【题目】小齐同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中:
(1)电火花计时器应接在____电源上(选填“直流”或“交流”),工作电压为___V(选填“220V”或“4~6V”)。
(2)图是实验中打下的一段纸带,算出计数点2的速度大小为______m/s(保留两位有效数字),并在图2中标出_______,其余计数点1、3、4、5对应的小车瞬时速度大小在图2中已标出。
(3)作图并求得小车的加速度大小为_______m/s2(保留两位有效数字)。
(4)小齐同学在研究小车运动时分别得到甲、乙两条纸带。对每条纸带均选择合适的点作为第一个计数点,再依次每5个点取1个计数点,并在各计数点处将其剪断,然后将这些剪断的纸条粘贴在相同的坐标纸上,最后将纸条上端中心连起来,如图3所示。由图可判断__________
A.乙的加速度比甲的大
B.两种情况下小车均做匀速直线运动
C.打第三个计数点时,甲的速度比乙大
D.打第一个计数点时,小车的速度一定为零
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【题目】如图所示,在光滑水平面上,轻质弹簧的右端固定在竖直墙壁上。一物块在水平恒力F作用下做直线运动,接触弹簧后,压缩弹簧,直至速度为零。整个过程中,物体一直受到力F作用,弹簧一直在弹性限度内。在物块与弹簧接触后向右运动的过程中,下列说法正确的是
A.物块接触弹簧后立即做减速运动
B.物块接触弹簧后先加速后减速
C.当弹簧形变量最大时,物块的加速度等于零
D.当物块的速度最大时,它所受的合力为零
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【题目】如图所示,ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的1/4圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是半径为r=7.5m的半圆轨道,D为BDO轨道的中央。一个小球从A点正上方距A点H=10m处的P点自由落下,经A点进入竖直平面内的轨道,取g=10m/s2,不计空气阻力。
(1)求小球经过D点时对轨道的压力的大小是重力的多少倍?
(2)试讨论此球能否到达BDO轨道的O点,并说明理由。
(3)小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少?
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