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1.如图所示,在冰面上将一滑块从A点以初速度v0推出,滑块与冰面的动摩擦因数为μ,滑块到达B点时速度为$\frac{3}{4}$v0
(1)求A、B间的距离L;
(2)若C为AB的中点,现将AC用铁刷划擦,使AC段的动摩擦因数变为3μ,再让滑块从A点以初速度v0推出后,求滑块到达B点的速度.

分析 (1)由牛顿第二定律可求得加速度,再由速度和位移关系可求得滑过的位移;
(2)分别对AC和CB过程分析,由牛顿第二定律及运动学公式联立解得到达B点的速度.

解答 解:(1)滑块沿冰面滑行的加速度a1=μg
由速度位移关系可知:
v02-($\frac{3}{4}{v}_{0}$)2=2a1L
解得:L=$\frac{7{v}_{0}^{2}}{32μg}$;
(2)AC段用铁刷划擦后,滑块运动到C点的速度为vc
滑块沿AC段滑行的加速度a2=3μg
由速度和位移关系有:
v02-vc2=2a2$\frac{L}{2}$
vc2-v2=2a1$\frac{L}{2}$
联立解得v=$\frac{\sqrt{2}}{4}$v0
答:(1)A、B间的距离L为$\frac{7{v}_{0}^{2}}{32μg}$;
(2)滑块到达B点的速度$\frac{\sqrt{2}}{4}$v0

点评 本题考查牛顿第二定律的应用,要注意明确滑块受到的合外力为摩擦力,故加速度a=μg;再结合运动学公式求解即可.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

14.你可以利用以下方法故测出自行车的平均速率;骑上自行车,数一数某一只脚蹬在时间t内的转动圈数N,然后对自行车的传动系统进行一下测量,如图所示,测出的脚踏板到轮盘中心的距离为R1、轮盘半径为R2、飞轮半径为R3、车后轮的半径为R4,试根据需要选取题中的已知量算出自行车在时间t内的平均速率.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

15.关于电场,下列说法中正确的是(  )
A.电场是电荷周围空间实际存在的物质
B.由E=$\frac{F}{q}$可知,电场中某点的场强E与q成反比,与F成正比
C.电场中场强为零的点,电势也一定为零
D.电场线是实际存在的,电场线可以相交

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

9.①在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为f=50Hz,实验要求打点计时器在打第一个点时释放纸带.甲、乙、丙三个学生分别用同一装置各打出一条纸带,量出各纸带上第1、2两点间的距离分别为0.48cm,0.19cm和0.18cm,肯定其中一个学生在操作上有错误,该同学是甲.其错误的操作是先释放重物后接通电源.

②丁同学用甲图所示装置进行实验,得到如图乙所示的纸带,把第一个点(初速度为零)记作O点,测出O、A间的距离为68.97cm,点A、C间的距离为15.24cm,点C、E间的距离16.76cm,已知当地重力加速度为g=9.8m/s2,重锤的质量为m=1.0kg则打点计时器在打O点到C点的这段时间内,重锤动能的增加量为8.00J,重力势能的减少量为8.25J.(保留三位有效数字)
③利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度=9.50m/s2(结果保留三位有效数字)
④在实验中发现,重锤减小的重力势能总大于重锤最大的动能,其原因主要是因为在重锤带着纸带下落过程中存在着阻力的作用,用题目给出的已知量.求出重锤下落过程中受到的平均阻力大小为0.30N.
⑤若利用BD段来验证机械能守恒,则还要测量的物理量是BD段的长度,要验证的表达式是$\frac{1}{2}$m($\frac{{x}_{CE}}{2}$f)2-$\frac{1}{2}$m($\frac{{x}_{AC}}{2}$f)2(用题中符号表达)
⑥以下是几位同学的操作步骤,其中有错误和不必要的有ACDG
A.用天平测量重锤的质量m
B.按如图装置把打点计时器安装在铁架台上,用导线把打点计时器与学生电源的交流电压输出档连接好.
C.把纸带的一端在重锤上用夹子固定好,另一端穿过计时器限位孔,竖直提起纸带使重锤停靠距打点计时器较远的地方,纸带上端用夹子夹住.
D.松开纸带,接通电源,让重锤自由下落.
E.重复几次,得到3~5条打好点的纸带.
F.在打好点的纸带中挑选第一、二两点间的距离接近2mm,且点迹清晰的一条纸带,在起始点标上0,以后各计时点依次标上1,2,3…,用刻度尺测出对应下落高度h1、h2、h3….
G.应用公式vn=ghn计算各点对应的即时速度v1、v2、v3….
H.计算各点对应的势能减少量mghn和动能的增加量$\frac{1}{2}$mvn2,进行比较.再做出结论.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

16.如图,穿在水平直杆上质量为m的小球开始时静止.现对小球沿杆方向施加恒力F0,垂直于杆方向施加竖直向上的力F,且F的大小始终与小球的速度成正比,即F=kυ(图中未标出).已知小球与杆间的动摩擦因数为μ,F0>μmg,小球运动过程中未从杆上脱落.下列说法正确的是(  )
A.小球先做加速度减小的加速运动,后做匀速运动
B.小球先做加速度增大的加速运动,后做加速度减小的加速运动,最后做匀速运动
C.小球的最大加速度为$\frac{{F}_{0}-μmg}{m}$
D.小球的最大速度为$\frac{{F}_{0}+μmg}{μk}$

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

6.如图所示,空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的匀强磁场.在该区域中,有一个竖直放置的光滑绝缘圆环,环上套有一个带正电的小球.O点为圆环的圆心,a、b、c、d为圆环上的四个点,a点为最高点,c点为最低点,b、O、d三点在同一水平线上.已知小球所受电场力与重力大小相等.现将小球从环的顶端a点由静止释放,下列判断正确的是(  )
A.小球能越过d点并继续沿环向上运动
B.当小球运动到c点时,所受洛伦兹力最大
C.小球从d点运动到b点的过程中,重力势能减小,电势能增大
D.小球从b点运动到C点的过程中,电势能增大,动能先增大后减小

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

13.磁悬浮列车是一种高速交通工具,它具有两个重要系统:一个是悬浮系统,另一个是驱动系统.驱动系统的简化模型如下:图1是实验车与轨道示意图,图2是固定在实验车底部的金属框与轨道间的运动磁场的示意图.水平地面上有两根很长的平行直导轨,导轨间有垂直于水平面的等间距的匀强磁场(每个磁场的宽度与金属框的宽度相同),磁感应强度B1、B2大小相同,相邻磁场的方向相反,所有磁场同时以恒定速度v0沿导轨方向向右运动,这时实验车底部的金属框将会受到向右的磁场力,带动实验车沿导轨运动.设金属框总电阻R=1.6Ω,垂直于导轨的边长L=0.20m,实验车与金属框的总质量m=2.0kg,磁感应强度B1=B2=B=1.0T,磁场运动速度v0=10m/s.回答下列问题:
(1)t=0时刻,实验车的速度为零,求此时金属框受到的磁场力的大小和方向;
(2)已知磁悬浮状态下,实验车运动时受到的阻力恒为f1=0.20N,求实验车的最大速率vm
(3)若将该实验车A与另外一辆质量相等但没有驱动装置的磁悬浮实验车P挂接,设A与P挂接后共同运动所受阻力恒为f2=0.50N.A与P挂接并经过足够长时间后已达到了最大速度,这时撤去驱动磁场,保留磁悬浮状态,A与P所受阻力f2保持不变,那么撤去驱动磁场后A和P还能滑行多远?

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

10.下列所述的实例中(均不计空气阻力),机械能守恒的是(  )
A.小石块被水平抛出后在空中运动的过程
B.木箱沿粗糙斜面匀速下滑的过程
C.木箱沿光滑的斜面匀速上升的过程
D.石头自由下落的过程

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

11.关于分子力和分子势能,下列说法中正确的是(  )
A.当分子间距离增大时,分子力一定减小
B.当分子间距离减小时,分子间的引力和斥力都减小
C.当分子力表现为引力时,分子势能随分子间距离的减小而减小
D.当分子间距离增大时,分子势能一定增大

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