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【题目】如图所示,物块用一不可伸长的轻绳跨过小滑轮与小球相连,与小球相连的轻绳处于水平拉直状态,小球由静止释放运动到最低点过程中,物块始终保持静止,不计空气阻力。下列说法正确的有( )
A. 小球刚释放时,地面对物块的摩擦力向左
B. 小球运动到最低点时,地面对物块的支持力可能为零
C. 上述过程中小球的机械能守恒
D. 上述过程中小球重力的功率一直增大
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【题目】“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空,与“天宫二号”空间实验室对接前,“天舟一号”在距离地面约380 km的圆轨道上飞行,则其( )
A. 角速度小于地球自转角速度
B. 线速度小于第一宇宙速度
C. 周期小于地球自转周期
D. 向心加速度小于地面的重力加速度
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【题目】简谐运动是一种理想化的运动模型,是机械振动中最简单、最基本的振动。它具有如下特点:
1)简谐运动的物体受到回复力的作用,回复力F回的大小与物体偏离平衡位置的位移x成正比,回复力的方向与物体偏离平衡位置的位移方向相反,即:F回 = -kx,其中k为振动系数,其值由振动系统决定;
2)简谐运动是一种周期性运动,其周期与振动物体的质量的平方根成正比,与振动系统的振动系数的平方根成反比,而与振幅无关,即: 。
试论证分析如下问题:
(1)如图甲,摆长为L、摆球质量为m的单摆在AB间做小角度的自由摆动,当地重力加速度为g。
a. 当摆球运动到P点时,摆角为θ,画出摆球受力的示意图,并写出此时刻摆球受到的回复力F回大小;
b. 请结合简谐运动的特点,证明单摆在小角度摆动时周期为。
(提示:用弧度制表示角度,当角θ很小时,sinθ ≈ θ,θ角对应的弧长与它所对的弦长也近似相等)
(2)类比法、等效法等都是研究和学习物理过程中常用的重要方法。长为L的轻质绝缘细线下端系着一个带电量为+q,质量为m的小球。将该装置处于场强大小为E的竖直向下的匀强电场中,如图乙所示;将该装置处于磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面向里的匀强磁场中,如图丙所示。带电小球在乙、丙图中均做小角度的简谐运动。请分析求出带电小球在乙、丙两图中振动的周期。
(3)场是物理学中重要的概念,除了电场和磁场,还有引力场。物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的,地球附近的引力场叫做重力场。
a. 类比电场强度的定义方法,定义“重力场强度”,并说明两种场的共同点(至少写出两条);
b. 类比电场中的电场线,在图丁地球周围描绘出“重力场线”。
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【题目】如图所示,楔形木块ABC固定在水平面上,斜面AB、BC与水平面的夹角分别为53°、37°。质量分 别为2m、m的两滑块P、Q,通过不可伸长的轻绳跨过轻质定滑轮连接,轻绳与斜面平行。已知滑块P与AB间的动摩擦因数为1/3,其他摩擦不计,重力加速度为g,sm53°=0.8 sm37°=0.6 ,滑块运动的过程中
A. Q动能的增加量等于轻绳对Q做的功
B. Q机械能的增加量等于P机械能的减少量
C. P机械能的减少量等于系统摩擦产生的热量
D. 两滑块运动的加速度大小为g/5
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【题目】如图所示的装置由水平弹簧发射器及两个轨道组成:轨道Ⅰ是光滑轨道AB,AB间高度差h1=0.20 m;轨道Ⅱ由AE和螺旋圆形EFG两段光滑轨道和粗糙轨道GB平滑连接而成,且A点与F点等高.轨道最低点与AF所在直线的高度差h2=0.40 m.当弹簧压缩量为d时,恰能使质量m=0.05 kg的滑块沿轨道Ⅰ上升到B点,当弹簧压缩量为2d时,恰能使滑块沿轨道Ⅱ上升到B点,滑块两次到达B点处均被装置锁定不再运动.已知弹簧弹性势能Ep与弹簧压缩量x的平方成正比,弹簧始终处于弹性限度范围内,不考虑滑块与发射器之间的摩擦,重力加速度g取10 m/s2.
(1) 当弹簧压缩量为d时,求弹簧的弹性势能及滑块离开弹簧瞬间的速度大小.
(2) 求滑块经过最高点F处时对轨道的压力大小.
(3) 求滑块通过GB段过程中克服摩擦力所做的功.
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【题目】麦克斯韦电磁理论认为:变化的磁场会在其周围空间激发一种电场,这种电场与静电场不同,称为感生电场或涡旋电场,如图甲所示。
(1)若图甲中磁场B随时间t按B=B0+kt(B0、k均为正常数)规律变化,形成涡旋电场的电场线是一系列同心圆,单个圆上形成的电场场强大小处处相等。将一个半径为r的闭合环形导体置于相同半径的电场线位置处,导体中的自由电荷就会在感生电场的作用下做定向运动,产生感应电流,或者说导体中产生了感应电动势。求:
a. 环形导体中感应电动势E感大小;
b. 环形导体位置处电场强度E大小。
(2)电子感应加速器是利用感生电场使电子加速的设备。它的基本原理如图乙所示,图的上部分为侧视图,上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室中做圆周运动。图的下部分为真空室的俯视图,电子从电子枪右端逸出,当电磁铁线圈电流的大小与方向变化满足相应的要求时,电子在真空室中沿虚线圆轨迹运动,不断地被加速。
若某次加速过程中,电子圆周运动轨迹的半径为R,圆形轨迹上的磁场为B1,圆形轨迹区域内磁场的平均值记为(由于圆形轨迹区域内各处磁场分布可能不均匀, 即为穿过圆形轨道区域内的磁通量与圆的面积比值)。电磁铁中通有如图丙所示的正弦交变电流,设图乙装置中标出的电流方向为正方向。
a. 在交变电流变化一个周期的时间内,分析说明电子被加速的时间范围;
b. 若使电子被控制在圆形轨道上不断被加速,B1与之间应满足B1= 的关系,请写出你的证明过程。
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【题目】如图所示,固定斜面AB、CD与竖直光滑圆弧BC相切于B、C点,两斜面的倾角θ=37°,圆弧BC半径R=2 m.一质量m=1 kg的小滑块(视为质点)从斜面AB上的P点由静止沿斜面下滑,经圆弧BC冲上斜面CD.已知P点与斜面底端B间的距离L1=6 m,滑块与两斜面间的动摩擦因数均为μ=0.25,g取10 m/s2.求:
(1) 小滑块第1次经过圆弧最低点E时对圆弧轨道的压力.
(2) 小滑块第1次滑上斜面CD时能够到达的最远点Q(图中未标出)距C点的距离.
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【题目】如图所示,某工厂生产车间的流水线安装的是“U”形传送带,AB、CD段为直线,BC段为同心半圆,其中的虚线为半径为R的半圆弧.工人将质量均为m的工件无初速放至匀速运行的传送带A端,在D端附近看到相邻工件间的距离均为L,每隔时间t在D端接收到一个工件.求:
(1) 传送带运行的速度v.
(2) 在BC段每一个工件受到的摩擦力大小f.
(3) 每个工件放至传送带后与传送带摩擦产生的热量.
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