【题目】某同学用如图所示装置探究“质量不变时加速度与所受拉力的关系”,他在滑块上固定一宽度为d的遮光条,光电门固定在长木板上的B点,长木板放在水平的实验台上,用重物通过细线与固定在滑块前端的拉力传感器相连(拉力传感器可测出细线的拉力大小)。实验时保证滑块每次都从同一位置A由静止释放,改变重物的质量m,测出对应拉力传感器的示数F和对应遮光条通过光电门的时间△t。试回答下列问题:
(1)本实验___________(填“需要”或“不需要”)满足重物质量远远小于滑块与传感器的总质量。
(2)下列关于该同学应用上图装置进行实验时得出的a-F图线是___________。
(3)该同学在数据处理时未得出“质量一定时,加速度与所受拉力成正比关系”,原因是在实验前缺少一个重要环节是______________________;根据(2)中他的实验图象可知滑块与木板间的动摩擦因数μ=___________。(重力加速度g取10m/s2)
【答案】(1)不需要 (2)D (3)平衡摩擦力 0.2
【解析】
(1)本实验中由于有力传感器测量力的大小,所以不需要满足重物质量远远小于滑块与传感器的总质量。
(2)由牛顿第二定律列式求解a-F函数关系,从而判断图像;
(3)根据图像判断原因;根据图线的截距求解动摩擦因数.
(1)本实验中由于有力传感器测量力的大小,所以不需要满足重物质量远远小于滑块与传感器的总质量。
(2)由牛顿第二定律:F-f=Ma,即可知图像D正确;
(3)该同学在数据处理时未得出“质量一定时,加速度与所受拉力成正比关系”,原因是在实验前缺少一个重要环节是平衡摩擦力;根据(2)中他的实验图象可知:,可知滑块与木板间的动摩擦因数μ=0.2;
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【题目】如图所示,在平面直角坐标系xOy内,第Ⅰ象限的等腰直角三角形MNP区域内存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,y<0的区域内存在着沿y轴正方向的匀强电场。一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从电场中Q(-2h,-h)点以速度v0水平向右射出,经过坐标原点O处射入第Ⅰ象限,最后以垂直于PN的方向射出磁场。已知MN平行于x轴,N点的坐标为(2h,2h),不计粒子的重力,求:
(1)电场强度E的大小;
(2)磁感应强度B的大小;
(3)带电粒子从Q点运动到射出磁场的时间t。
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【题目】导轨式电磁炮是利用磁场对电流的作用力,把电能转变成机械能的发射装置.如图为一电磁炮模型,把两根长为S0=100m,互相平行的铜制轨道放在垂直于轨道平面的磁场中,磁感应强度B=2.0×10﹣5T;质量m=2.0g的弹体(包括金属杆PQ的质量)静止在轨道之间的宽L=2m的金属架上,通电后通过弹体的电流I=10A,弹体在运动过程中所受的阻力f恒为4.0×10﹣5N,求:
(1)弹体最终以多大的速度V离开轨道?
(2)求弹体在S=25m处安培力的瞬时功率P?
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【题目】如图甲所示,梯形硬导线框abcd固定在磁场中,磁场方向与线框平面垂直,图乙表示该磁场的磁感应强度B随时间t变化的关系,t=0时刻磁场方向垂直纸面向里。在0~5t0时间内,设垂直ab边向上为安培力的正方向,线框ab边受到该磁场对它的安培力F随时间t变化的关系图为
A. B. C. D.
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【题目】如图a所示,匀强磁场垂直于xOy平面,磁感应强度B1按图b所示规律变化(垂直于纸面向外为正).t=0时,一比荷为的带正电粒子从原点沿y轴正方向射入,速度大小v=5×104m/s,不计粒子重力.
(1)求带电粒子在匀强磁场中运动的轨道半径.
(2)求时带电粒子的坐标.
(3)保持b中磁场不变,再加一垂直于xOy平面向外的恒定匀强磁场B2,其磁感应强度为0.3T,在t=0时,粒子仍以原来的速度从原点射入,求粒子回到坐标原点的时刻.
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【题目】如图所示电路,电源的电动势和内阻分别为E、r.闭合开关S,将滑动变阻器的滑动片p向b端移动时,下列说法正确的是( )
A. 通过的电流一定增大B. 通过R的电流一定增大
C. 的电功率一定增大D. 电源的输出功率一定增大
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【题目】如图所示,光滑水平面上有一质量M=1.98kg的小车,车的B点右侧的上表面是粗糙水平轨道,车的B点的左侧固定以半径R=0.7m的光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在B点相切,车的最右端D点固定轻质弹簧弹簧处于自然长度其左端正好对应小车的C点,B与C之间距离L=0.9m,一个质量m=2kg的小物块,置于车的B点,车与小物块均处于静止状态,突然有一质量的子弹,以速度v=50m/s击中小车并停留在车中,设子弹击中小车的过程时间极短,已知小物块与水平轨道间的动摩擦因数,g取10m/s2则,
(1)通过计算判断小物块是否能达到圆弧轨道的最高点A,并求当小物块再次回到B点时,小物块的最大速度大小;
(2)若已知弹簧被小物块压缩的最大压缩量x=10cm,求弹簧的最大弹性势能。
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【题目】如图所示,水平放置的导热气缸A和B底面积相同,长度分别为2L和L,两气缸通过长度为L的绝热管道连接;厚度不计的绝热活塞a、b可以无摩擦地移动,a的横截面积为b的两倍。开始时A、B内都封闭有压强为p0、温度为T0的空气,活塞a在气缸A最左端,活塞b在管道最左端。现向右缓慢推动活塞a,当活塞b恰好到管道最右端时,停止推动活塞a并将其固定,接着缓慢加热气缸B中的空气直到活塞b回到初始位置,求
(i)活塞a向右移动的距离;
(ii)活塞b回到初始位置时气缸B中空气的温度。
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【题目】如图所示,一质量为1kg的物体静止放在粗糙程度相同的水平面上在t=0时刻,对物体加一斜向上、与水平方向成θ=37°角的力F的作用,物体做匀加速直线运一段时间后,撤去F的作用,最终停在水平面上,物体运动过程中从t=0时刻开始,每隔0.1s通过速度传感器测量出物体的瞬时速度,部分测量数据如下表所示,已知sin37°=0.6,g=10m/s2,求
(1)力F的大小;
(2)物体运动过程中获得的最大动能;
(3)整个运动过程中物体克服摩擦力所做的功。
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