【题目】如图所示,A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上,B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上,已知A的质量为5m,B、C的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计。现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行,开始时整个系统处于静止状态。释放A后,A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面,关于此过程,下列说法正确的是( )
A. 斜面倾角α=37°
B. C刚离开地面时,B的加速度为0
C. A获得最大速度为
D. A、B两小球组成的系统机械能守恒
【答案】BC
【解析】
AB、A的速度最大时,A所受的合力为零,此时绳的拉力T=5mgsinα.此时C恰好离开地面,故弹簧的拉力为mg,对B受力分析可得绳对B的拉力为 T=2mg,可得 sinα=0.4,α≠37°.故A错误。
B、物体C刚离开地面时,B的合外力为0,加速度为0,故B正确。
C、初始时系统静止,且线上无拉力,对B有 kx1=mg.C刚好离开地面时,有kx2=mg,可知x1=x2,则从释放至C刚离开地面的过程中,弹簧弹性势能变化量为零,此过程中,A、B、C组成的系统机械能守恒,即5mg(x1+x2)sinα=mg(x1+x2)+ (5m+m)vAm2以上方程联立可解得:A获得最大速度为
,故C正确。
D、从释放A到C刚离开地面的过程中,根据A、B和弹簧组成的系统机械能守恒,但是A、B两小球组成的系统机械能不守恒,故D错误。
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【题目】风力发电作为新型环保新能源,近几年来得到了快速发展。如果风车阵中某发电机输出功率为P1=120kW,输出电压是U1=250V。发电站通过原副线圈的匝数之比为n1:n2=1:12的升压变压器、总电阻为r=10Ω的输电线和降压变压器把电能输送给用户。已知用户需要的电压是U4=220V,求:
(1)升压变压器的输出电压U2;
(2)输电线上损失的电功率P损;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4。
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【题目】如图所示,在光滑的水平面上放着一个质量为m的木球,在木球正上方L处有一个固定悬点O,在悬点O和木球之间用一根长为2L的不可伸长的轻绳连接。有一个质量也为m的子弹以v0的速度水平射入木球并留在其中,一段时间之后木球绕O点在竖直平面内做圆周运动。球可视为质点,重力加速度为g,空气阻力不计,求:
(1)木球以多大速度离开水平地面。
(2)子弹速度v0的最小值。
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【题目】某同学利用螺旋测微器测量一金属板的厚度。该螺旋测微器校零 时的示数如图(a)所示,测量金属板厚度时的示数如图(b)所示。图(a)所示读数为_________mm,图(b)所示读数为_________mm,所测金属板的厚度应为_________mm。
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【题目】用如下的器材和方法可以验证“力的平行四边形定则”。在圆形桌子透明桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中滑轮P1固定在桌子边,滑轮P2、P3可沿桌边移动。第一次实验中,步骤如下;
A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,并使结点O静止;
B.在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向,以O点为起点,作出三拉力的图示;
C.以绕过P2、P3绳的两个力为邻边作平行四边形,作出O点为起点的平行四边形的对角线,量出对角线的长度;
D.检验对角线的长度和绕过P1绳拉力的图示的长度是否一样,方向是否在一条直线上。
(1)这次实验中,若一根绳挂的质量为m,另一根绳挂的质量为2m,则第三根绳挂的质量一定大于_______且小于_______。
(2)第二次实验时,改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量,使结点平衡,绳的结点________(填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合。实验中,若桌面不水平__________(填“会”或“不会”)影响实验的结论。
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【题目】如图,绝缘理想细线AC、BC系着带电小球a,在D处的带电小球b的库仑引力作用下,两细线AC、BC处于伸直状态,B、C、D在同一条水平线上,a、b两小球均可看作点电荷。下列选项正确的是
A. 若只增大b球的带电量,AC线的拉力增大
B. 若只增大a球的带电量,AC线的拉力增大
C. 若只将b球沿直线CD向左靠近a球,AC细线的拉力保持不变
D. 若只将b球沿直线CD向左靠近a球,AC细线的拉力增大
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【题目】如图1所示,正方形线框abcd放在绝缘水平面上,导体框的质量为m=1kg,边长L=1m,电阻R=0.1Ω,mn为bc边中垂线,由t=0时刻开始在mn左侧的线框区域内加一竖直向下的磁场,范围足够大的匀强磁场,其磁感应强度随时间的变化规律如图2所示,在mn右侧的线框区域内加一竖直向上,范围足够大的匀强磁场,磁感应强度为B2=0.5T。若导线框与长板间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,它们之间的动摩擦因数μ=0.6,g=10m/s2,则下列说法正确的是()
A. 导线框移动前,导线框中产生俯视逆时针方向的感应电流
B. 导线框移动前,其中产生的感应电动势为1 V
C. t=0.5s时刻,穿过导线框的磁通量为0,导线框中的感应电流也为0
D. t=0.7s时刻,导线框开始沿水平面移动
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【题目】如图,质量均为m的两个木块P和Q叠放在水平地面上,P、Q接面的频角为θ,现在Q上加一水平推力F,使P、Q保持相对静止一起向左匀速运动,下列说法正确的是( )
A. P木块所受合力向左
B. Q与地面间的动摩擦因数
C. P、Q之间可能光滑
D. 若突然撤去F后,P、Q依然保持相对静止一起向左匀速运动
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【题目】用如图所示的装置做“探究平抛运动的特点”实验。
(1)实验室提供了如下器材:小钢球,固定有斜槽的木板,坐标纸,重锤线,铅笔,刻度尺,秒表,图钉。
其中不必要的器材是______________。
(2)某同学按正确的操作完成实验并描绘出平抛运动的轨迹,以平抛运动的初始位置O为坐标原点建立xOy坐标系,如图所示。从运动轨迹上选取多个点,根据其坐标值可以验证轨迹是符合y=ax2的抛物线。在抛物线上选取任意一点A,用刻度尺测得A点位置坐标为(40.00,20.00)(单位cm),重力加速度g取10m/s2。根据数据可以求出a=______________,小球平抛运动的初速度v0=______________m/s。
(3)利用平抛运动规律还可以测定弹簧弹性势能的大小。将一弹簧(劲度系数未知)固定在一个带光滑凹槽的直轨道的一端,并将轨道固定在水平桌面的边缘,如图所示。用钢球将弹簧压缩,然后突然释放,钢球将沿轨道飞离桌面做平抛运动,最终落到水平地面上。测得:小球做平抛运动的水平位移为x,竖直位移为y,小球的质量为m。重力加速度为g。该弹簧在被压缩时的弹性势能的表达式可表示为:EP=____________(用已知物理量表示)。
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