【題目】如圖所示,PA是半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道,AB為一段粗糙的水平軌道,二者相切于A點,AB離水平地面高h=0.45m,BC是傾角為θ=37°的斜面,三段軌道處于同一豎直面內(nèi).現(xiàn)將質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊從P點由靜止釋放.已知圓弧軌道的半徑R=0.9m,滑塊與AB軌道之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求滑塊剛到達A點時對A點的壓力;
(2)若要使滑塊不能落到BC斜面上,AB段的長度應(yīng)滿足什么條件.
【答案】(1)壓力為30N,方向垂直AB向下 (2)L>4.5m或L<3.5m
【解析】
(1)設(shè)滑塊到A點的速度為vA,剛到達A點時受到的支持力為F,根據(jù)機械能守恒有:
mvA2=mgR,
根據(jù)牛頓第二定律有:Fmg=m,
代入數(shù)據(jù)解得F=30N.
由牛頓第三定律得,滑塊對A點的壓力為30N,方向垂直AB向下.
(2)設(shè)AB的長度為L1,滑塊剛好能運動到B點,由動能定理得,
mgR=μmgL1,
代入數(shù)據(jù)解得L1=4.5m.
設(shè)AB的長度為L2時,滑塊離開B點后做平拋運動剛好落到C點,設(shè)離開B點的速度為vB,
根據(jù)平拋運動的知識,有:h=gt2,hcotθ=vBt,
代入數(shù)據(jù)解得vB=2m/s.
根據(jù)動能定理得,mgR-μmgL2=mvB2
解得L2=3.5m.
故AB的長度L應(yīng)該滿足L>4.5m或L<3.5m.
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【題目】(多選)下列敘述中正確的是( )
A. 分子間的距離r存在某一值r0,當(dāng)r<r0時,分子間斥力大于引力,當(dāng)r>r0時,分子間斥力小于引力
B. 布朗運動雖然不是分子的運動,但它能反映出分子的運動規(guī)律
C. 布朗運動的劇烈程度與懸浮顆粒的大小有關(guān),這說明分子的運動與懸浮顆粒的大小有關(guān)
D. 水很難被壓縮,這一事實說明水分子間存在斥力
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【題目】如圖所示,一足夠長的光滑平行金屬軌道,軌道平面與水平面成θ角,上端與一電阻R相連,處于方向垂直軌道平面向上的勻強磁場中.質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿ab,從高為h處由靜止釋放,下滑一段時間后,金屬桿開始以速度v勻速運動直到軌道的底端.金屬桿始終保持與軌道垂直且接觸良好,軌道的電阻及空氣阻力均可忽略不計,重力加速度為g.則( )
A. 金屬桿加速運動過程中的平均速度為
B. 金屬桿加速運動過程中克服安培力做功的功率大于勻速運動過程中克服安培力做功的功率
C. 當(dāng)金屬桿的速度為時,它的加速度大小為
D. 整個運動過程中電阻R和金屬桿上產(chǎn)生的焦耳熱為mgh-
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【題目】如圖1所示是“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”的實驗裝置,實驗步驟如下:
①如圖1所示,木板置于水平桌面上,用墊塊將長木板固定有打點計時器的一端墊高,不斷調(diào)整墊塊的高度,直至輕推小車后,小車恰好能沿長木板向下做勻速直線運動;
②保持長木板的傾角不變,一端系有砂桶的細繩通過滑輪與拉力傳感器相連,拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F.將小車右端與紙帶相連,并穿過打點計時器的限位孔,接通打點計時器的電源后,釋放小車,讓小車從靜止開始加速下滑;
③實驗中得到一條紙帶,相鄰的各計時點到A點的距離如圖2所示。電源的頻率為f。
根據(jù)上述實驗,請回答如下問題:
(1)若忽略滑輪質(zhì)量及軸間摩擦,本實驗中小車加速下滑時所受的合外力為____________;
(2)為探究從B點到D點的過程中,做功與小車速度變化的關(guān)系,則實驗中還需測量的量有____________;
(3)請寫出探究結(jié)果表達式____________。
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【題目】勻強磁場中有一個原來靜止的碳14原子核,它衰變時放射出的粒子與反沖核的徑跡是兩個內(nèi)切的圓,兩圓的直徑之比為7:1,如圖所示,那么碳14的衰變方程為( )
A.
B.
C.
D.
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【題目】如圖所示,在光滑的水平面上靜止放一質(zhì)量為m的木板B,木板表面光滑,左端固定一輕質(zhì)彈簧。質(zhì)量為2m的木塊A以速度v0從板的右端水平向左滑上木板B。在木塊A與彈簧相互作用的過程中,下列判斷正確的是
A. 彈簧壓縮量最大時,B板運動速率最大
B. 板的加速度一直增大
C. 彈簧給木塊A的沖量大小為
D. 彈簧的最大彈性勢能為
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【題目】如圖所示為利用氣墊導(dǎo)軌(滑塊在該導(dǎo)軌上運動時所受阻力可忽略)驗證機械能守恒定律的實驗裝置,完成以下填空。
實驗步驟如下:
①將氣墊導(dǎo)軌放在水平桌面上,桌面高度不低于1 m,將導(dǎo)軌調(diào)至水平;
②測出擋光條的寬度l和兩光電門中心之間的距離s;
③將滑塊移至光電門1左側(cè)某處,待托盤和砝碼靜止不動時,釋放滑塊,要求托盤和砝碼落地前擋光條已通過光電門2;
④測出滑塊分別通過光電門1和光電門2時的擋光時間Δt1和Δt2;
⑤用天平稱出滑塊和擋光條的總質(zhì)量M,再稱出托盤和砝碼的總質(zhì)量m。
回答下列問題:
(1)滑塊通過光電門1和光電門2時,可以確定系統(tǒng)(包括滑塊、擋光條、托盤和砝碼)的總動能分別為Ek1=________________和Ek2=________________;
(2)在滑塊從光電門1運動到光電門2的過程中,系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp=________(重力加速度為g);
(3)如果滿足關(guān)系式________________(用Ek1、Ek2和ΔEp表示),則可認為驗證了機械能守恒定律。
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【題目】(1)某同學(xué)在用油膜法估測分子直徑實驗中,計算結(jié)果明顯偏大,可能是由于 :
A.油酸未完全散開 |
B.油酸中含有大量的酒精 |
C.計算油膜面積時舍去了所有不足一格的方格 |
D.求每滴體積時,lmL的溶液的滴數(shù)誤多記了10滴 |
(2)在做“用油膜法估測分子大小”的實驗時,油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中有純油酸1mL,用注射器測得1mL上述溶液有200滴,把一滴該溶液滴入盛水的表面撒有痱子粉的淺盤里,待水面穩(wěn)定后,測得油酸膜的近似輪廓如圖所示,圖中正方形小方格的邊長為1cm,則每一滴油酸酒精溶液中含有純油酸的體積是 mL,油酸膜的面積是 cm2.根據(jù)上述數(shù)據(jù),估測出油酸分子的直徑是 m.
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【題目】如圖所示,在直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)有一電荷量為+Q的點電荷,坐標(biāo)軸上有A、B、C三點,OA=OB=BC=L,其中A點和B點的電勢相等,靜電力常量為k,則下列說法正確的是
A. B點電勢不一定高于C點
B. 點電荷+Q 一定位于O點處
C. C點處的電場強度大小可能為;
D. 將正試探電荷從A點沿直線移動到C點,電勢能一定一直減小
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