【题目】如图,水平平台BC的右端与倾角θ=的足够长斜面CD相接,左端紧邻水平传送带上表面AB,AB长L1=9m,BC长L2=11m,水平传送带始终以v'=6m/s的速度向右匀速运动。质量m1=2kg的小滑块P以m/s的水平向右速度从A端冲上传送带,在B端与质量m2=1kg的静止小滑块Q发生了时间极短的弹性碰撞。已知两滑块与传送带和平台的动摩擦因数均为u1=0.2,Q与斜面的动摩擦因数为u2=0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑块可视为质点、滑块通过C点前后速率不变。(重力加速度g=10m/s2,sin=0.6,cos=0.8,若需要将开平方根,可认为:=10.8)。求:
(1)碰撞后瞬间,P、Q各自的速度大小;
(2)从A到B的过程中,P与传送带间因摩擦产生的热量;
(3)平台对Q的摩擦力的总冲量。
【答案】(1)v2=3m/s,v3=12m/s;(2)14.4J;(3),方向水平向右
【解析】
(1)碰前,假设P的速度始终大于v′,且P到达B端的速度为v1,对P,由牛顿第二定律有
代数据得
由运动学规律有
代入数据得
因
故假设成立,设P、Q碰后瞬间的速度分别为v2、v3,碰撞过程中,系统动量守恒、机械能守恒,有
代入数据解得
(2)设P在传送带上的运动时间为t,由运动学规律有
代入数据得
传送带在时间t内的位移为
P相对传送带的路程为
P与传送带之间因摩擦产生的热量为
代入数据解得
(3)假设P、Q不再发生第二次碰撞,设P在平台上发生的位移为x1,由动能定理有
代入数据得
设Q滑到C点时的速度为vC,由动能定理有
代人数据得
在倾斜轨道CD上,由于
故Q要返回平台,设Q在CD上发生的最大位移为x2,回到C点时速度大小为v4。由动能定理有
代入数据得
设Q在平台上向左发生的位移为x3,由动能定理有
代入数据得
因
故假设成立,P、Q不再发生第二次碰撞,设Q向右、向左运动时,摩擦力的冲量分别为I1、I2,以向右为正方向,由动量定理有
平台对Q的摩擦力的总冲量为
代数据解得
方向水平向右。
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【题目】如图所示,固定在水平面上间距为的两条平行光滑金属导轨,垂直于导轨放置的两根金属棒和长度也为、电阻均为,两棒与导轨始终接触良好。两端通过开关与电阻为的单匝金属线圈相连,线圈内存在竖直向下均匀增加的磁场,磁通量变化率为常量。图中虚线右侧有垂直于导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小为。的质量为,金属导轨足够长,电阻忽略不计。
(1)闭合,若使保持静止,需在其上加多大的水平恒力,并指出其方向;
(2)断开,在上述恒力作用下,由静止开始到速度大小为的加速过程中流过的电荷量为,求该过程安培力做的功。
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【题目】如图甲所示,倾角为θ=37°的足够长斜面上,质量m=1kg的小物体在沿斜面向上的拉力F=14N作用下,由斜面底端从静止开始运动,2s后撤去F,前2s内物体运动的v-t图象如图乙所示.求:(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)小物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)撤去力F后1.8s时间内小物体的位移.
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【题目】如图,直角坐标系xOy的II、III象限存在方向沿a轴正方向的匀强电场、场强大小为E;I、IV象限存在一个圆心在O1(b,0)且与y轴相切于O点的圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直于坐标平面。从x轴上P(-a,0)点由静止释放一个质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子,粒子穿出磁场的位置为Q。已知=,粒子重力不计、大小可忽略。求:
(1)磁场的磁感应强度大小和方向;
(2)粒子在磁场中运动的时间。
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【题目】如图所示,底座A上装有一根长杆,总质量为M,杆上套有质量为m的环B,它与杆有摩擦,当环沿杆下滑的过程中,底座对地面的压力将可能 ( )
A. 等于(M+m)g
B. 小于(M+m)g
C. 大于(M+m)g
D. 无法判断
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【题目】由运动质点a、b、c、d的图像可知
A.时刻a、b两质点相遇
B.时刻c、d两质点共速
C.从到时间内,b和d两个质点的速率先减小后增大
D.从到时间内,a、b两质点平均速度相同,c、d两质点平均速度相同
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【题目】要测绘一个标有“3V、0.2A”小灯泡的伏安特性曲线,灯泡两端的电压需要由零逐渐增加到3V.
(1)实验的电路图应选用下图中的________(填字母代号)
A. B. C. D.
(2)按照实验要求在图(a)中画出实物连线图________.
(3)在《描绘小灯泡伏安特性曲线》实验中选择“3V,0.5A”的小灯泡作为研究对象,备有下列器材:
A.电流表(量程0~0.6A,内阻1Ω)
B.电流表(量程0~3A,内阻1Ω)
C.电压表(量程0~15V,内阻约10kΩ)
D.电压表(0~3 V,内阻约2kΩ)
E.滑动变阻器(阻值0~100Ω)
F.滑动变阻器(阻值0-10Ω)
G.电源E=6V
H.开关
I.导线若干
(4)为了测量准确,实验中应选用电流表________,电压表_______,滑动变阻器__________(填序号)
(5)在本实验中,滑动变阻器应采用___________(填“分压”或“限流”)接法,电流表应采用______(填“内”、“外”)接法小灯泡,如果用实验所测数据来求电阻,则测量结果比真实数值要________(选填“大”或“小”)。
(6)某同学在实验中得到如下一组U和I的数据:
编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
U(V) | 0.20 | 0.60 | 1.00 | 1.40 | 1.80 | 2.20 | 2.60 | 3.00 |
I(A) | 0.020 | 0.060 | 0.100 | 0.140 | 0.170 | 0.190 | 0.200 | 0.205 |
①在图上画出U-I图线______。
②从图线上可以看出,当功率逐渐增大时,灯丝电阻的变化情况是______ ;这表明导体的电阻随温度升高而__________
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【题目】关于UAB=和WAB=qUAB的理解,正确的是( )
A.电场中的A、B两点的电势差和两点间移动电荷的电荷量q成反比
B.在电场中A、B两点间沿不同路径移动相同电荷,路径长时WAB较大
C.UAB与q、WAB无关,甚至与是否移动电荷都没有关系
D.WAB与q、UAB无关,与电荷移动的路径无关
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【题目】其学习小组用图甲所示的装置探究加速度与合力的关系。装置中的铝箱下端连接纸带,砂桶中可放置砂子以改变铝箱所受的外力大小,铝箱向上运动的加速度a可由打点计时器和纸带测出,现保持铝箱总质量不变,逐渐增大砂桶和砂的总质量进行多次实验,得到多组a、F值(F为力传感器的示数,等于悬挂滑轮绳子的拉力),不计滑轮的重力。
(1)某同学根据实验数据画出了a-F关系图线如图乙所示,则由该图象可得铝箱总质量_____,重力加速度_____。(结果保留两位有效数字)
(2)当砂桶和砂的总质量M较大导致a较大时,实得到的加速度a的值可能是____(填选项前的字母)
A、 B、 C、 D、
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