【题目】(14分)如图所示,质量为1.9 kg的长木板A放在水平地面上,在长木板最右端放一个质量为1 kg小物块B,物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.4,在t=0时刻A、B均静止不动。现有质量为100 g的子弹,以初速度为v0=120 m/s射入长木板并留在其中。物块与木板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上。取重力加速度的大小g=10 m/s2。求:
(1)木板开始滑动的初速度;
(2)从木板开始滑动时刻到物块与木板均停止运动时,物块相对于木板的位移的大小;
(3)长木板与地面摩擦产生的热量。
【答案】 (1) (2) (3)
【解析】(1)子弹射入长木板过程中,由动量守恒定律得:
(2分)
解得: (1分)
(2)子弹射入长木板之后,木板与物块之间的摩擦力使物块加速,使木板减速,此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止。
由牛顿第二定律:
对物块: 解得:
对长木板: 解得: (1分)
设t1时,两者有速度相同v2
则 解得 ,(1分)
在t1时刻后,假设物块与木板相对静止,它们之间的静摩擦力大小为f,物块和木板的加速度大小为,则由牛顿第二定律得
对物块:
对整体: (1分)
解得: 大于物块和木板之间最大摩擦力2 N (1分)
所以在t1时刻后,两者发生了相对滑动
由牛顿第二定律。
对物块: 解得:
对长木板: 解得: (1分)
由运动学公式可推知
物块相对于地面的运动距离分别为 (1分)
木板相对于地面的运动距离分别为 (1分)
物块相对于木板位移的大小为 (1分)
(3)长木板与地面摩擦产生的热量 (3分)
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【题目】如图所示,在平面直角坐标系中,第三象限里有一加速电场,一个电荷量为q、质量为m的粒子,从静止开始经加速电场加速后,垂直x轴从A点进入第二象限,A点到坐标原点O的距离为R。在第二象限的区域内,存在着指向O点的均匀辐射状电场,距O点R处的电场强度大小均为E,粒子恰好能垂直y轴从P点进入第一象限。当粒子从P点运动一段距离R后,进入一圆形匀强磁场区域,磁场方向垂直纸面向外,磁感强度为B,粒子在磁场中速度方向偏转60o,粒子离开磁场区域
后继续运动,通过x轴上的Q点进入第四象限。求:
(1)加速电场的电压U;
(2)圆形匀强磁场区域的最小面积;
(3)求粒子在第一象限中运动的时间。
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【题目】竖直放置的平行光滑导轨,其电阻不计,磁场方向如图所示,磁感强度B=1 T,重为G1=0.5 N的导体棒ab及重为G2=0.4 N的导体棒cd长均为0.5 m,电阻均为1 Ω,现要使其中一棒静止不动,另一棒做匀速运动(不计一切摩擦,两棒与导轨始终接触良好),下列说法正确的是
A.要使ab棒静止不动,cd棒向下匀速运动的速度大小是3.2 m/s
B.要使ab棒静止不动,cd受到的推力大小是0.9 N
C.要使cd棒静止不动,ab棒向上匀速运动的速度大小是4 m/s
D.要使cd棒静止不动,ab受到的推力大小是0.9 N
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【题目】如图所示,x是水平方向,y是竖直方向,曲线是一段小球做平抛运动的轨迹,O、A、B三点是平抛运动轨迹上的三点, 则下列说法正确的是
A.小球从O点到A点运动的时间小于小球从A点到B点的运动时间
B.小球抛出点的坐标是(-5L,-L)
C.小球做平抛运动的初速度大小
D.小球经过A点时的速度大小
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【题目】在电磁学建立和发展的过程中,许多物理学家做出了重要贡献。下列说法符合史实的是
A.法拉第首先提出正电荷、负电荷的概念
B.库仑首先提出电荷周围存在电场的观点
C.奥斯特首先发现电流的磁效应
D.洛伦兹提出分子电流假说
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【题目】某位工人师傅用如图所示的装置,将重物从地面沿竖直方向拉到楼上,在此过程中,工人师傅沿地面以速度v向右匀速直线运动,当质量为m的重物上升高度为h时轻绳与水平方向成α角,(重力加速度大小为g,滑轮的质量和摩擦均不计)在此过程中,下列说法正确的是
A.人的速度比重物的速度小
B.轻绳对重物的拉力小于重物的重力
C.重物的加速度不断增大
D.绳的拉力对重物做功为mgh +m(vcosα)2
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【题目】如图所示,交流发电机的矩形线圈边长ab=cd=0.5 m,ad=bc=1.0 m,线圈匝数为100匝,内阻不计,线圈在磁感应强度B= T的匀强磁场中,绕垂直磁场的虚线轴以角速度ω=10 π rad/s做匀速转动,外接理想变压器原线圈,电压表为理想交流电表,若电阻R两端电压为12 V,消耗的电功率为12 W,则
A.交变电流的周期是0.2s
B.交流电压表的示数为120 V
C.变压器原、副线圈匝数之比为10:1
D.原线圈的输入功率24 W
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【题目】如图甲所示,光滑的导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,轨道左侧连接一定值电阻R,导体棒ab垂直导轨,导体和轨道的电阻不计.导体棒ab在的水平外力作用下运动,外力F随t变化如乙图所示,在0~t0时间内从静止开始做匀加速直线运动,则在t0以后,导体棒ab运动情况为( )
A. 一直做匀加速直线运动
B. 做匀减速直线运动,直到速度为零
C. 先做加速,最后做匀速直线运动
D. 一直做匀速直线运动
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【题目】伽利略在研究自由落体运动时,做了如下的实验:他让一个铜球从阻力很小(可忽略不计)的斜面上由静止开始滚下,并且做了上百次。假设某次实验伽利略是这样做的:在斜面上任取三个位置A、B、C。让小球分别由A、B、C滚下,如图所示,A、B、C与斜面底端的距离分别为s1、s2、s3,小球由A、B、C运动到斜面底端的时间分别为t1、t2、t3,小球由A、B、C运动到斜面底端时的速度分别为v1,v2、v3,则下列关系式中正确并且是伽利略用来证明小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动的是
A. B.
C. D.
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