(07年江蘇卷)(13分)如(a)圖,質(zhì)量為M的滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上,C為位移傳感器,它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實時傳送到計算機上,經(jīng)計算機處理后在屏幕上顯示滑塊A的位移-時間(s-t)圖象和速率-時間(v-t)圖象。整個裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上,斜面的長度為了、高度為。(取重力加速度g=9.8m/s2,結(jié)果可保留一位有效數(shù)字)

 

(1)現(xiàn)給滑塊A一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度,A的v-t圖線如(b)圖所示。從圖線可得滑塊A下滑時的加速度a=        m/s2 ,摩擦力對滑塊A運動的影響       。(填“明顯,不可忽略”或“不明顯,可忽略”)

(2)此裝置還可用來驗證牛頓第二定律。實驗時通過改變       ,可驗證質(zhì)量一定時,加速度與力成正比的關(guān)系;實驗時通過改變       ,可驗證力一定時,加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系。

(3)將氣墊導(dǎo)軌換成滑板,滑塊A換成滑塊A’,給滑塊A’一沿滑板向上的初速度,A’的s-t圖線如(c)圖。圖線不對稱是由于        造成的,通過圖線可求得滑板的傾角θ=       (用反三角函數(shù)表示),滑塊與滑板間的動摩擦因數(shù)μ=  。     

 

答案:(1)6  不明顯,可忽略

(2)斜面高度h      滑塊A的質(zhì)量M及斜面的高度h,且使Mh不變 

(3)滑動摩擦力    

解析:

(1)從圖像可以看出,滑塊上滑和下滑過程中的加速度基本相等,所以摩擦力對滑塊的運動影響不明顯,可以忽略。根據(jù)加速度的定義式可以得出

(2)牛頓第二定律研究的是加速度與合外力和質(zhì)量的關(guān)系。當(dāng)質(zhì)量一定時,可以改變力的大小,當(dāng)斜面高度不同時,滑塊受到的力不同,可以探究加速度與合外力的關(guān)系。由于滑塊下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力提供,所以要保證向下的分力不變,應(yīng)該使不變,所以應(yīng)該調(diào)節(jié)滑塊的質(zhì)量及斜面的高度,且使Mh不變。

 

(3)滑板與滑塊間的滑動摩擦力比較大,導(dǎo)致圖像成拋物線形。

從圖上可以讀出,滑塊上滑和下滑時發(fā)生位移大小約為。上滑時間約為,下滑時間約為,上滑時看做反向勻加速運動,根據(jù)運動學(xué)規(guī)律有:,根據(jù)牛頓第二定律有。下滑時,有,

 

聯(lián)立解得

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(07年江蘇卷)如圖所示,絕熱氣缸中間用固定栓將可無摩擦移動的導(dǎo)熱隔板固定,隔板質(zhì)量不計,左右兩室分別充有一定量的氫氣和氧氣(視為理想氣體)。初始時,兩室氣體的溫度相等,氫氣的壓強大于氧氣的壓強,松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡,下列說法中正確的是

A.初始時氫分子的平均動能大于氧分子的平均動能

B.系統(tǒng)重新達(dá)到平衡時,氫氣的內(nèi)能比初始時的小

C.松開固定栓直至系統(tǒng)重新達(dá)到平衡的過程中有熱量從氧氣傳遞到氫氣

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(2)控制出液口緩慢地排出液體,使液面以的速率勻速下降,試求池底的光斑移動的速率v x

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(07年江蘇卷)18.(16分)如圖所示,空間等間距分布著水平方向的條形勻強磁場,豎直方向磁場區(qū)域足夠長,磁感應(yīng)強度B=1T,每一條形磁場區(qū)域的寬度及相鄰條形磁場區(qū)域的間距均為d=0.5m,現(xiàn)有一邊長l=0.2m、質(zhì)量m=0.1kg、電阻R=0.1Ω的正方形線框MNOP以v0=7m/s的初速從左側(cè)磁場邊緣水平進(jìn)入磁場,求

 

(1)線框MN邊剛進(jìn)入磁場時受到安培力的大小F。

(2)線框從開始進(jìn)入磁場到豎直下落的過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。

(3)線框能穿過的完整條形磁場區(qū)域的個數(shù)n。

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(07年江蘇卷)(16分)如圖所示,一輕繩吊著粗細(xì)均勻的棒,棒下端離地面高H,上端套著一個細(xì)環(huán)。

棒和環(huán)的質(zhì)量均為m,相互間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力kmg(k>1)。斷開輕繩,棒和環(huán)自由下落。假設(shè)棒足夠長,與地面發(fā)生碰撞時,觸地時間極短,無動能損失。棒在整個運動過程中始終保持豎直,空氣阻力不計。求:

(1)棒第一次與地面碰撞彈起上升過程中,環(huán)的加速度。

(2)從斷開輕繩到棒與地面第二次碰撞的瞬間,棒運動的路程S。

(3)從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止,摩擦力對環(huán)及棒做的總功W。

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