【題目】如圖,水平平臺BC的右端與傾角θ=的足夠長斜面CD相接,左端緊鄰水平傳送帶上表面AB,AB長L1=9m,BC長L2=11m,水平傳送帶始終以v'=6m/s的速度向右勻速運動。質量m1=2kg的小滑塊P以m/s的水平向右速度從A端沖上傳送帶,在B端與質量m2=1kg的靜止小滑塊Q發(fā)生了時間極短的彈性碰撞。已知兩滑塊與傳送帶和平臺的動摩擦因數(shù)均為u1=0.2,Q與斜面的動摩擦因數(shù)為u2=0.5,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,滑塊可視為質點、滑塊通過C點前后速率不變。(重力加速度g=10m/s2,sin=0.6,cos=0.8,若需要將開平方根,可認為:=10.8)。求:
(1)碰撞后瞬間,P、Q各自的速度大;
(2)從A到B的過程中,P與傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量;
(3)平臺對Q的摩擦力的總沖量。
【答案】(1)v2=3m/s,v3=12m/s;(2)14.4J;(3),方向水平向右
【解析】
(1)碰前,假設P的速度始終大于v′,且P到達B端的速度為v1,對P,由牛頓第二定律有
代數(shù)據(jù)得
由運動學規(guī)律有
代入數(shù)據(jù)得
因
故假設成立,設P、Q碰后瞬間的速度分別為v2、v3,碰撞過程中,系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒,有
代入數(shù)據(jù)解得
(2)設P在傳送帶上的運動時間為t,由運動學規(guī)律有
代入數(shù)據(jù)得
傳送帶在時間t內的位移為
P相對傳送帶的路程為
P與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量為
代入數(shù)據(jù)解得
(3)假設P、Q不再發(fā)生第二次碰撞,設P在平臺上發(fā)生的位移為x1,由動能定理有
代入數(shù)據(jù)得
設Q滑到C點時的速度為vC,由動能定理有
代人數(shù)據(jù)得
在傾斜軌道CD上,由于
故Q要返回平臺,設Q在CD上發(fā)生的最大位移為x2,回到C點時速度大小為v4。由動能定理有
代入數(shù)據(jù)得
設Q在平臺上向左發(fā)生的位移為x3,由動能定理有
代入數(shù)據(jù)得
因
故假設成立,P、Q不再發(fā)生第二次碰撞,設Q向右、向左運動時,摩擦力的沖量分別為I1、I2,以向右為正方向,由動量定理有
平臺對Q的摩擦力的總沖量為
代數(shù)據(jù)解得
方向水平向右。
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【題目】如圖所示,固定在水平面上間距為的兩條平行光滑金屬導軌,垂直于導軌放置的兩根金屬棒和長度也為、電阻均為,兩棒與導軌始終接觸良好。兩端通過開關與電阻為的單匝金屬線圈相連,線圈內存在豎直向下均勻增加的磁場,磁通量變化率為常量。圖中虛線右側有垂直于導軌平面向下的勻強磁場,磁感應強度大小為。的質量為,金屬導軌足夠長,電阻忽略不計。
(1)閉合,若使保持靜止,需在其上加多大的水平恒力,并指出其方向;
(2)斷開,在上述恒力作用下,由靜止開始到速度大小為的加速過程中流過的電荷量為,求該過程安培力做的功。
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【題目】如圖甲所示,傾角為θ=37°的足夠長斜面上,質量m=1kg的小物體在沿斜面向上的拉力F=14N作用下,由斜面底端從靜止開始運動,2s后撤去F,前2s內物體運動的v-t圖象如圖乙所示.求:(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)小物體與斜面間的動摩擦因數(shù);
(2)撤去力F后1.8s時間內小物體的位移.
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【題目】如圖,直角坐標系xOy的II、III象限存在方向沿a軸正方向的勻強電場、場強大小為E;I、IV象限存在一個圓心在O1(b,0)且與y軸相切于O點的圓形勻強磁場區(qū)域,磁場方向垂直于坐標平面。從x軸上P(-a,0)點由靜止釋放一個質量為m、電荷量為q(q>0)的帶電粒子,粒子穿出磁場的位置為Q。已知=,粒子重力不計、大小可忽略。求:
(1)磁場的磁感應強度大小和方向;
(2)粒子在磁場中運動的時間。
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【題目】如圖所示,底座A上裝有一根長桿,總質量為M,桿上套有質量為m的環(huán)B,它與桿有摩擦,當環(huán)沿桿下滑的過程中,底座對地面的壓力將可能 ( )
A. 等于(M+m)g
B. 小于(M+m)g
C. 大于(M+m)g
D. 無法判斷
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【題目】由運動質點a、b、c、d的圖像可知
A.時刻a、b兩質點相遇
B.時刻c、d兩質點共速
C.從到時間內,b和d兩個質點的速率先減小后增大
D.從到時間內,a、b兩質點平均速度相同,c、d兩質點平均速度相同
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【題目】要測繪一個標有“3V、0.2A”小燈泡的伏安特性曲線,燈泡兩端的電壓需要由零逐漸增加到3V.
(1)實驗的電路圖應選用下圖中的________(填字母代號)
A. B. C. D.
(2)按照實驗要求在圖(a)中畫出實物連線圖________.
(3)在《描繪小燈泡伏安特性曲線》實驗中選擇“3V,0.5A”的小燈泡作為研究對象,備有下列器材:
A.電流表(量程0~0.6A,內阻1Ω)
B.電流表(量程0~3A,內阻1Ω)
C.電壓表(量程0~15V,內阻約10kΩ)
D.電壓表(0~3 V,內阻約2kΩ)
E.滑動變阻器(阻值0~100Ω)
F.滑動變阻器(阻值0-10Ω)
G.電源E=6V
H.開關
I.導線若干
(4)為了測量準確,實驗中應選用電流表________,電壓表_______,滑動變阻器__________(填序號)
(5)在本實驗中,滑動變阻器應采用___________(填“分壓”或“限流”)接法,電流表應采用______(填“內”、“外”)接法小燈泡,如果用實驗所測數(shù)據(jù)來求電阻,則測量結果比真實數(shù)值要________(選填“大”或“小”)。
(6)某同學在實驗中得到如下一組U和I的數(shù)據(jù):
編號 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
U(V) | 0.20 | 0.60 | 1.00 | 1.40 | 1.80 | 2.20 | 2.60 | 3.00 |
I(A) | 0.020 | 0.060 | 0.100 | 0.140 | 0.170 | 0.190 | 0.200 | 0.205 |
①在圖上畫出U-I圖線______。
②從圖線上可以看出,當功率逐漸增大時,燈絲電阻的變化情況是______ ;這表明導體的電阻隨溫度升高而__________
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【題目】關于UAB=和WAB=qUAB的理解,正確的是( 。
A.電場中的A、B兩點的電勢差和兩點間移動電荷的電荷量q成反比
B.在電場中A、B兩點間沿不同路徑移動相同電荷,路徑長時WAB較大
C.UAB與q、WAB無關,甚至與是否移動電荷都沒有關系
D.WAB與q、UAB無關,與電荷移動的路徑無關
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【題目】其學習小組用圖甲所示的裝置探究加速度與合力的關系。裝置中的鋁箱下端連接紙帶,砂桶中可放置砂子以改變鋁箱所受的外力大小,鋁箱向上運動的加速度a可由打點計時器和紙帶測出,現(xiàn)保持鋁箱總質量不變,逐漸增大砂桶和砂的總質量進行多次實驗,得到多組a、F值(F為力傳感器的示數(shù),等于懸掛滑輪繩子的拉力),不計滑輪的重力。
(1)某同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出了a-F關系圖線如圖乙所示,則由該圖象可得鋁箱總質量_____,重力加速度_____。(結果保留兩位有效數(shù)字)
(2)當砂桶和砂的總質量M較大導致a較大時,實得到的加速度a的值可能是____(填選項前的字母)
A、 B、 C、 D、
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