【题目】如图,倾角θ=37°的直角斜面体固定在地面上,质量为3m 的物块 c 恰好静止在斜面上的O点,质量为 M 的物块 a 和质量为m 的物块 b 通过一根不可伸长的轻绳相连,轻绳绕过斜面顶端的小滑轮并处于松驰状态,物块a 静止在地面上。从斜面顶端 P 静止释放物块 b,b 滑到 O 点前的瞬间,轻绳恰好伸直,随后瞬间绷断,a 获得 1m/s 的速度(方向竖直向上),之后 b 与 c 立即发生弹性碰撞,碰后 b 运动 1s 至斜面底端 Q。已知,物块 b 与斜面体的动摩擦因数为,空气阻力、滑轮处的摩擦均不计,取 g =10 m/s2 。求:
(1)绳伸直前的瞬间物块 b 的速度大小;
(2)轻绳绷断后,物块 b 在斜面上运动的路程;
(3)物块 a、b 的质量之比
【答案】(1)4.5m/s;(2)m;(3)
【解析】
(1)设b沿斜面下滑过程加速度为、绳伸直前的瞬间物块b的速度为,有
①
②
联立①②解得
m/s2
m/s
(2)设c、b碰撞后的瞬间b速度大小为,上滑的加速度为、时间为t、路程为s1,在上滑过程有
③
④
⑤
在下滑过程有
⑥
联立①~⑥解得
=﹣18m/s(舍去)
=2m/s
m
轻绳绷断后,b物块b在斜面上运动的路程
m
(3)设b、c碰撞前的瞬间b速度大小为,b、c碰撞后的瞬间速度分别为、
对b、c碰撞,取沿斜面向下为正方向
满足
⑦
⑧
联立解得
(沿斜面向上)
(沿斜面向下)
将=2m/s代入上式解得
m/s
轻绳绷断的瞬间,对b由动量定理得
⑨
对a由动量定理得
⑩
联立⑨⑩解得
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【题目】由电子加速器、偏转电场组成装置可以实现电子扩束。偏转电场由加了电压相距为d的两块水平平行放置的导体板组成,如图1所示。大量电子由静止开始,经电压为的加速电场加速后,连续不断地沿平行板的方向从两板正中间射入偏转电场;当两板不带电时,这些电子通过两板之间的时间为,当在两板间加如图2所示的周期为、偏转电压峰值为的交变电压时所有电子恰好都能从两板间通过,已知电子的电荷量为,质量为m,电子重力和它们之间相互作用力均忽略不计;求:
(1)电子进入偏转电场的初速度大小;
(2)偏转电场的电压;
(3)哪个时刻进入偏转电场的电子,会从距离中线上方飞出偏转电场。
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【题目】跳伞运动员做低空跳伞表演。他在离地面224m高处。由静止开始在竖直方向上做自由落体运动。一段时间后,立即打开降落伞。以12.5m/s2的平均加速度匀减速下降。为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过5m/s(g取10m/s2)。
(1)求运动员展开伞时离地面高度至少为多少?
(2)求运动员在空中的时间至少是多少?
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【题目】如图所示,粗细均匀的光滑细杆竖直固定,质量为 m 的小球 C 穿在细杆上,光滑的轻质小滑轮 D 固定在墙上。A、B 两物体用轻弹簧竖直相连。一根没有弹性的轻绳,一端与 A 连接,另一端跨过小滑轮 D 与小球 C 相连。小球 C 位于 M 时,轻绳与细杆的夹角为θ。现让小球 C 从 M 点由静止释放,当下降距离 h 到达 N 点时,轻绳与细杆的夹角再次为θ,小球的速度为 v,整个过程中绳均处于绷紧状态。在小球 C 下落的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球 C 和物体 A 组成的系统机械能守恒
B.当小球 C 落到与滑轮 D 同一高度时,物体 A 的动能最大
C.小球 C 到达 N 点时 A 的速度为 vcosθ
D.小球 C 到达 N 点时物体 A 的动能为
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【题目】利用图甲的电路来测量某电池的电动势和内阻。实验器材还有:标准电池(电动势为 E0 =9.0V,内阻不计),电阻箱 R1和 R2,标准电阻R0 =1.0 Ω,灵敏电流计G,待测电池(电动势 Ex 小于E0 ,内阻 r x ),开关 3 个。
主要实验步骤如下:
a.将电阻箱 R2 调至某一阻值,闭合开关 S1、S2 、S3 ,再调电阻箱 R1 使电流计G 示数为零,记录 R1 、R2 的值;
b.改变电阻箱 R2 的阻值,重复步骤a,记录下多组 R1 及对应的 R2 值。
回答以下问题:
(1)步骤 a 中,调电阻箱 R1 使 G 的示数为零,此时电阻箱 R1 两端的电压为_______(用 R0 、R1 、E0 表示);
(2) 当 G 表示数为零时,R1 、R2两端电压分别为 U1、U2,则 U1___U2 (填“>”、“=”、“<”);
(3)利用记录的多组 R1 及对应的 R2 值,作出图象(见图乙),已知该直线斜率 k=1.5,结合图象可得待测电池的电动势 Ex =___ V,内阻 rx = ____Ω。(保留两位有效数字)
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【题目】如图所示,粗糙程度处处相同的半圆形竖直轨道固定放置,其半径为R,直径POQ水平。一质量为m的小物块(可视为质点)自P点由静止开始沿轨道下滑,滑到轨道最低点N时,小物块对轨道的压力大小为2mg,g为重力加速度的大小。则下列说法正确的是( )
A.小物块到达最低点N时的速度大小为
B.小物块从P点运动到N点的过程中重力做功为mgR
C.小物块从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功为mgR
D.小物块从P点开始运动经过N点后恰好可以到达Q点
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【题目】某智能分拣装置如图所示,A为包裹箱,BC为传送带.传送带保持静止,包裹P 以初速度v0滑上传送带,当P滑至传送带底端时,该包裹经系统扫描检测,发现不应由A收纳,则被拦停在B处,且系统启动传送带轮转动,将包裹送回C处.已知v0=3m/s,包裹P与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,传送带与水平方向夹角θ=37,传送带BC长度L=10m,重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,求:
(1)包裹P沿传送带下滑过程中的加速度大小和方向;
(2)包裹P到达B时的速度大小;
(3)若传送带匀速转动速度v=2m/s,包裹P经多长时间从B处由静止被送回到C处;
(4)若传送带从静止开始以加速度a加速转动,请写出包裹P送回C处的速度vc与a的关系式,并画出vc2-a图象.
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【题目】如图所示,把头发屑悬浮在蓖麻油里,加上电场,头发屑就按照电场强度的方向排列起来,模拟出电场线的分布情况。根据图中实验现象,下 列说法正确的是
A. 电场线是实际存在的线
B. 图中没有头发屑的地方就没有电场
C. 图中模拟的是异号电荷的电场线分布情况
D. 若将正电荷从端移动到端,电势能一定减小
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【题目】如图,质量分别为 mA 和 mB 的两小球带有同种电荷,电荷量分别为 qA 和 qB,用绝缘细线悬挂在天花板上.平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为 θ1 与 θ2(θ1>θ2).两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别 vA 和 vB,最大动能分别为 EkA和 EkB.则( )
A.mA:mB=tanθ1: tanθ2
B.qA:qB=1: 1
C.
D.
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