【題目】豎直運行的升降機地板上有一個質(zhì)量為100kg的物體,它對地板的壓力隨時間變化的圖象如圖所示.若升降機從靜止開始向上運動,g取10m/s2,求8s內(nèi)升降機上升的高度.
【答案】60m
【解析】
取升降機地板上的物體為研究對象,物體受力情況如下圖所示.取向上為正方向.由牛頓第三定律可知,物體對地面的壓力等于地面對物體的支持力,即
F=FN.
在0~2s內(nèi),
FN1=F1>mg
物體所受合外力豎直向上,所以物體向上做勻加速直線運動.
由牛頓第二定律得
FN1-mg=ma1①
a1==5m/s2
所以物體的位移:
x1=a1=10m②
物體2s末的速度:
v=a1t1=5.0×2.0m/s=10m/s③
在2~6s內(nèi),
FN2=mg
物體所受合外力為零,所以物體向上做勻速直線運動,則物體的位移:
x2=vt2=10×4m=40m④
在6~8s內(nèi),
FN3<mg
物體所受合外力方向豎直向下,所以物體向上做勻減速直線運動,初速度為v=10m/s.由牛頓第二定律
F3-mg=ma3⑤
a3==-5m/s2
所以物體的位移
x3=vt3+a3=10m⑥
所整個過程中物體位移
x=x1+x2+x3=10m+40m+10m=60m⑦
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【題目】電阻R和電動機M串聯(lián)接到電路時,如圖所示,已知電阻R跟電動機線圈的電阻值相等,電鍵接通后,電動機正常工作。設(shè)電阻R和電動機M兩端的電壓分別為U1和U2,經(jīng)過時間t,電流通過電阻R做功為W1,產(chǎn)生熱量Q1,電流通過電動機做功為W2,產(chǎn)生熱量為Q2,則有( )
A.U1<U2,Q1=Q2
B.U1=U2,Q1=Q2
C.W1=W2,Q1>Q2
D.W1<W2,Q1<Q2
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【題目】19世紀末美國物理學家密立根進行了多次試驗,比較準確地測定了電子的電量。如圖所示,用噴霧器將油滴噴入電容器的兩塊水平的平行電極板之間時,油滴經(jīng)噴射后,一般都是帶電的。設(shè)油滴可視為球體,密度為ρ,空氣阻力與油滴半徑平方、與油滴運動速率成正比。實驗中觀察到,在不加電場的情況下,半徑為r的小油滴1以速度v勻速降落;當上下極板間間距為d、加恒定電壓U時,該油滴以速度0.5v勻速上升。已知重力加速度為g,試求:
(1)此油滴帶什么電?帶電量多大?
(2)當保持極板間電壓不變而把極板間距增大到4d,發(fā)現(xiàn)此油滴以另一速度v1勻速下落,求v1的與v的比值;
(3)維持極板間距離為d,維持電壓U不變,觀察到另外一個油滴2,半徑仍為r,正以速度0.5v勻速下降,求油滴2與油滴1帶電量之比。
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【題目】a、b、c三個粒子由同一點垂直場強方向進入偏轉(zhuǎn)電場,其軌跡如圖所示,其中b恰好飛出電場,由此可以肯定( )
①在b飛離電場的同時,a剛好打在負極板上
②b和c同時飛離電場
③進入電場時,c的速度最大,a的速度最小
④動能的增量相比,c的最小,a和b的一樣大
A.①B.①②C.③④D.①③④
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【題目】用如圖甲所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律。輕桿兩端固定兩個大小相等但質(zhì)量不等的小球P、Q,桿可以繞固定于中點O的水平軸在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。O點正下方有一光電門,小球球心可恰好通過光電門,已知重力加速度為g。
(1)用游標卡尺測得小球的直徑如圖乙所示,則小球的直徑為d=_____cm。
(2)P、Q從水平位置由靜止釋放,當小球P通過最低點時,與光電門連接的數(shù)字計時器顯示的擋光時間為=0.01s,則小球P經(jīng)過最低點時的速度為v=_____m/s。
(3)若兩小球P、Q球心間的距離為L,小球P的質(zhì)量是小球Q質(zhì)量的k倍(k>1),當滿足k=______(用L、d、、g表示)時,就表明驗證了機械能守恒定律。
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【題目】如圖所示為一種打積木的游戲裝置,四塊完全相同的硬質(zhì)積木疊放在靶位上,每塊積木的質(zhì)量均為m1=0.3kg,長為L=0.5m,積木B、C、D夾在固定的兩光滑硬質(zhì)薄板間,一可視為質(zhì)點的鋼球用不可伸長的輕繩掛于O點,鋼球質(zhì)量為m2=0.1kg,輕繩長為R=0.8m。游戲時,將鋼球拉到與O等高的P點(保持繩繃直)由靜止釋放,鋼球運動到最低點時與積木A發(fā)生彈性碰撞,積木A滑行一段距離s=2m后停止。取g=10m/s2,各接觸面間的動摩擦因數(shù)均相同,碰撞時間極短,忽略空氣阻力。求:
(1)與積木A碰撞前瞬間鋼球的速度大;
(2)與積木A碰后鋼球上升的最大高度;
(3)各接觸面間的動摩擦因數(shù)。
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【題目】如圖甲所示,一足夠長的U型金屬導(dǎo)軌abcd放在光滑的水平面上,導(dǎo)軌質(zhì)量為m=1kg、間距為L=1m,bc間電阻為r=0.5Ω,導(dǎo)軌其它部分電阻不計。一阻值為R=0.5Ω的導(dǎo)體棒MN垂直于導(dǎo)軌放置(不計重力),并被固定在水平面上的兩立柱擋住,導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25,在M、N兩端接有一理想電壓表(圖中未畫出)。在導(dǎo)軌bc邊右側(cè)存在方向豎直向下、大小為B=0.5T的勻強磁場;在導(dǎo)體棒MN附近的空間中存在方向水平向左、大小也為B的勻強磁場。t=0時,導(dǎo)軌在外力F的作用下由靜止開始向右運動,在t=2.0s時撤去外力F,測得2s內(nèi)電壓表示數(shù)與時間的關(guān)系如圖乙所示。求:
(1)t=2.0s時導(dǎo)軌速度大;
(2)在2s內(nèi)外力F與t的函數(shù)關(guān)系式;
(3)從開始運動到靜止導(dǎo)軌的總位移。
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【題目】如圖所示,磁極N、S間的磁場看做勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B0,矩形線圈ABCD的面積為S,線圈共n匝,電阻為r,線圈通過滑環(huán)與理想交流電壓表V和阻值為R的定值電阻相連,AB邊與滑環(huán)E相連;CD邊與滑環(huán)F相連。線圈繞垂直于磁感線的軸OO'以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動,圖示位置恰好與磁感線方向垂直。以下說法正確的是( 。
A.線圈在圖示位置時,電阻R中的電流方向為從M到N
B.線圈從圖示位置開始轉(zhuǎn)過180°的過程中,通過電阻R的電量為
C.線圈轉(zhuǎn)動一周的過程中克服安培力做的功為
D.線圈在圖示位置時電壓表示數(shù)為0
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【題目】如圖所示,xOy平面內(nèi)的第二、三象限存在著沿y軸負方向的勻強電場;第一、四象限內(nèi)存在以坐標原點O為圓心、半徑為L的半圓形區(qū)域,區(qū)域內(nèi)存在著垂直坐標平面向里的勻強磁場。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子自坐標為()的M點射出,射出時的速度大小為v0,方向沿x軸正方向,經(jīng)過一段時間恰好在坐標原點O進入y軸右側(cè)的勻強磁場,再經(jīng)過一段時間后又與x軸平行且沿x軸正方向離開勻強磁場,不計粒子所受重力。求:
(1)粒子到達坐標原點O時的速率;
(2)粒子自M點射出到離開磁場時的時間;
(3)要使此粒子進入磁場后,不再從圓弧邊界離開磁場,可以僅通過改變磁場的磁感應(yīng)強度大小來實現(xiàn),計算改變后的磁感應(yīng)強度大小需滿足的條件。
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