15.(16分)一足够长的水平传送带以恒定的速度运动,现将质量为M =2.0kg 的小物块抛上传送带,如图a所示.地面观察者记录了小物块抛上传送带后0-6 s内的速度随时间变化的关系,如图b所示(取向右运动的方向为正方向), g 取10m/s2 .
(1)指出传送带速度的大小和方向;
(2)计算物块与传送带间的动摩擦因数μ
(3)计算0-6s内传送带对小物块做的功.
(4)计算0-6s内由于物块与传送带摩擦产生的热量.
14.(13分)足够长且电阻不计的金属光滑导轨MN、PQ水平放置,导轨间距为d, M、P两点间接有阻值为R的电阻,建立平面直角坐标系,坐标轴x, y分别与PQ、PM重合,如图所示.空间存在垂直导轨平面且范围足够大的磁场,磁场沿x轴的分布规律为,其中B0 、l 为常数,以竖直向下方向为B 的正方向.一根电阻不计的导体棒AB垂直导轨放置,在与棒垂直的水平外力F的作用下从非常靠近y轴的位置以速度v 匀速向x 轴的正方向运动,运动过程中,棒始终与导轨垂直.求:
(1)导体棒运动到哪些位置,回路中的电流达到最大值;
(2)随时间t的变化关系;
(3)的过程中,电阻R上产生的焦耳热.
13.(13分)如图所示,质量为m = 10kg 的小车,静止在光滑的水平地面上,车长为L0 = 1m , 小车高度不计。现给小车施加一个水平向右的恒力F,使小车向右做匀加速运动.与此同时,在距离小车正前方S 0 = 4m 的正上方H = 5m 高处,将一个可视为质点的小球以v0 = 1m/s 的速度水平向右抛出.如要使小球能落到小车上,求恒力F 的取值范围.(空力不计, g 取10m/s2)
12.(12分)“神舟七号”返回舱可利用降落伞系统和缓冲发动机降低着陆阶段的下降速度.已知返回舱的质量为M,降落伞的质量为m,忽略返回舱受到的空气阻力及浮力,返回舱着陆阶段可认为是竖直降落的.
(1)假设降落伞打开后,降落伞受到空气阻力的大小与返回舱下降速度的二次方成正比,比例系数为k.由于空气阻力对降落伞的作用,可以使返回舱在离开地面比较高的地方就成为匀速下降的状态,求匀速下降的速度v.
(2)当匀速下降到离开地面高度为h的时候,返回舱自动割断伞绳,启动缓冲发动机,使返回舱获得一个竖直向上的恒定推力F,返回舱开始减速下降,下降过程中可认为返回舱的质量不变.当返回舱着陆时关闭缓冲发动机,此时返回舱的速度减为v ' ,求缓冲发动机推力F 的大小。
11.(10分)为了测定一个定值电阻的阻值,某同学利用如图(a)所示的电路进行实验.电源电动势为E(大小未知)、内阻不计,R为待测电阻,R ' 为电阻箱,电压表的内阻非常大.实验时,改变R ' 的值,记下对应的电压表0所示的电压U的值,从而得到若干组R ' 、U的数据,然后通过作出有关物理量的线性图像,即可求得R的阻值.
(a) (b)
(1)请写出与你所作线性图像对应的函数关系式 .
(2)请在图(b)所示虚线框内的坐标系中作出定性图像(要求标明两个坐标轴所代表的物理量,用符号表示).
(3)若该线性图像的纵轴截距为b,斜率为k,则电阻R的表达式为R= .
10.(8分)某同学用如图所示装置做探究“弹簧伸长和所受拉力关系”的实验.他先在弹簧下端挂上一个钩码,然后逐个增加钩码,测出弹簧下端指针对应所指的标尺刻度,所得数据列表如下:
钩码重G/N |
1.00 |
2.00 |
3.00 |
4.00 |
5.00 |
标尺刻度x/l0-2m |
22.94 |
26.82 |
31.78 |
34.66 |
38.60 |
(1)根据所测数据,该同学已在坐标上描出了相应的点,如右图所示.请你在坐标上作出弹簧指针所指的标尺刻度与钩码重的关系曲线.
(2)根据关系曲线可确定:
弹簧伸长与所受拉力成 关系.这根弹簧的劲度系数为 N/m,原长为 cm。
9.如图所示,闭合开关S,电路处于稳定状态.若突然断开开关S,则在开关S断开瞬间