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【题目】为了探究加速度与力的关系,某同学设计了如图所示的实验装置,带滑轮的长木板水平放置,板上有两个光电门相距为d,滑块通过细线与重物相连,细线的拉力F大小等于力传感器的示数.让滑块从光电门1由静止释放,记下滑到光电门2的时间t,改变重物质量来改变细绳拉力大小,重复以上操作5次,得到下列表格中5组数据.

依据表中数据在坐标纸上画出a—F图象,由图象可得滑块质量m=_________kg,滑块和轨道间的动摩擦因数μ=____________(取g=10m/s2)(均保留两位有效数字)

【答案】 m=0.25 μ=0.20

【解析】根据: ,则滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块质量的倒数,由图形得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=4,所以滑块质量m=0.25kg,由图形得,当F=0.5N时,滑块就要开始滑动,所以滑块与轨道间的最大静摩擦力等于0.5N而最大静摩擦力等于滑动摩擦力,即: ,解得: .

练习册系列答案
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【题目】一定质量的理想气体,其状态变化的p-V图像如图所示,已知气体在状态A时的温度为260K,则气体在状态B时的温度为__________K,从状态A到状态C气体与外界交换的热量为___________J.

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【题目】如图所示的直角坐标系中在直线x=8Ly轴区域内存在着两个大小相等、方向相反的有界匀强电场其中x轴上方的电场方向沿、轴负方向x轴下方的电场方向沿y轴正方向x>0的区域内存在着垂直纸面的匀强磁场(图中未画出)磁感应强度的大小B=在电场左边界坐标为(8L,-4L)A点和坐标为(8L,-L)C将质量为m、电荷量为q的带正电粒子先后以相同的速度v0沿x轴正方向射入电场.A点射入的粒子恰好从y轴上坐标为(04L)A′点以速度v0沿ⅹ轴正方向射出电场其运动轨迹如图所示。不计粒子的重力及它们之间的相互作用

(1)求匀强电场的电场强度E的大小

(2)要使两粒子在磁场中相遇求在AC两点射入粒子的时间差及两粒子在磁场中相遇点的坐标

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【题目】如图是卢瑟福设计的一个实验:他在铅块上钻了一个小孔,孔内放入一点镭,使射线只能从这个小孔里发出,随后他将射线引入磁场中,发现射线立即分成三股,他把三束射线分别命名为 α射线、β射线、 γ射线。基于对这三种射线的深入分析,卢瑟福获得了1907年的诺贝尔奖。以下对这三束射线描述准确的是(

A. α射线的穿透能力最弱,容易被物体吸收

B. β射线在真空中的运动速度是光速

C. γ射线本质上是波长极短的电磁波,电离能力极强

D. β射线带负电,是来自镭原子的核外电子

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【题目】我们知道,根据光的粒子性,光的能量是不连续的,而是一份一份的,每一份叫一个光子,光子具有动量( hv/c ) 和能量(hv ),当光子撞击到光滑的平面上时,可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向,并给撞击物体以相应的作用力。光对被照射物体单位面积上所施加的压力叫光压。联想到人类很早就会制造并广泛使用的风帆,能否做出利用太阳光光压的太阳帆进行宇宙航行呢?

1924年,俄国航天事业的先驱齐奥尔科夫斯基和其同事灿德尔明确提出用照射到很薄的巨大反射镜上的太阳光所产生的推力获得宇宙速度,首次提出了太阳帆的设想。但太阳光压很小,太阳光在地球附近的光压大约为106N/m2,但在微重力的太空,通过增大太阳帆面积,长达数月的持续加速,使得太阳帆可以达到甚至超过宇宙速度。IKAROS 是世界第一个成功在行星际空间运行的太阳帆。2010521日发射,2010128日,IKAROS 在距离金星 80,800 公里处飞行掠过,并进入延伸任务阶段。

设太阳单位时间内向各个方向辐射的总能量为E,太空中某太阳帆面积为S,某时刻距太阳距离为r(r很大,故太阳光可视为平行光,太阳帆位置的变化可以忽略),且帆面和太阳光传播方向垂直,太阳光频率为v,真空中光速为c,普朗克常量为h。

(1)当一个太阳光子被帆面完全反射时,求光子动量的变化P,判断光子对太阳帆面作用力的方向。

(2)计算单位时间内到达该航天器太阳帆面的光子数。

(3)事实上,到达太阳帆表面的光子一部分被反射,其余部分被吸收。被反射的光子数与入射光子总数的比,称为反射系数。若太阳帆的反射系数为ρ,求该时刻太阳光对太阳帆的作用力。

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【题目】如图所示,劲度系数为k=50N/m的轻质弹簧与完全相同的导热活塞A、B不拴接,一定质量的理想气体被活塞A、B分成两个部分封闭在可导热的汽缸内,活塞A、B之间的距离与B到汽缸底部的距离均为l=1.2m,初始时刻,气体I与外界大气压强相同温度为T1=300K,将环境温度缓慢升高至T2=440K,系统再次达到稳定,A已经与弹簧分离,已知活塞A、B的质量均为M=1.0kg.横截面积为S=10cm2;外界大气压强恒为P0=1.0×105P.不计活塞与汽缸之间的摩擦且密封良好,求活塞A相对初始时刻上升的高度。

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【题目】如图所示,两条平行的水平导轨FN、EQ间距为L,导轨的左侧与两条竖直固定、半径为r光滑圆弧轨道平滑相连,圆弧轨道的最低点与导轨相切,在导轨左边宽度为dEFHG矩形区域内存在磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场,且再磁场的右边界垂直导轨放有一金属杆甲,右边界处无磁场。现将一金属杆乙从圆弧轨道的最高点PM处由静止释放,金属杆乙滑出磁场时,与金属杆甲相碰(作用时间极短),并粘连在一起,最终它们停在距磁场右边界为d的虚线CD处,已知金属杆甲、乙的质量均为m,接入电路的电阻均为R,它们与导轨间的动摩擦因数均为μ,且它们在运动过程中始终与导轨间垂直且接触良好,导轨的电阻不计,重力加速度为g,求:

(1)金属杆乙通过圆弧轨道最低点时受到的支持力大小N;

(2)金属杆乙与甲相碰前的速度大小;

(3)整个过程中,感应电流通过金属杆甲所产生的热量Q;

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【题目】如图,半圆形金属框竖直放在粗糙的水平地面上,套在其上的光滑小球P在水平外力F的作用下处于静止状态,P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ,现用力F拉动小球,使其缓慢上移到框架的最高点,在此过程中金属框架始终保持静止,下列说法中正确的是

A. 框架对小球的支持力先减小后增大

B. 水平拉力F 先增大后减小

C. 地面对框架的支持力先减小后增大

D. 地面对框架的摩擦力一直减小

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【题目】如图所示,在两等量异种点电荷的电场中,MN为两电荷连线的中垂线,abc三点所在直线平行于两电荷的连线,且ac关于MN对称,b点位于MN上,d点位于两电荷的连线上。以下判断正确的是

A. a点与c点场强相同

B. a点与c点电势相同

C. ab两点间的电势差等于bc两点间的电势差

D. 带正电的试探电荷在a点的电势能小于在c点的电势能

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