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【题目】某同学设计出如图甲所示的测量弹簧弹性势能和物块与桌面间的动摩擦因数的装置,实验过程如下:

(I)用重锤确定水平地面上桌面边沿投影的位置O;

(II)将弹簧一端固定在桌面边沿的墙面上;

(III)用滑块把弹簧压缩到某一位置,释放滑块,测出滑块落地点与O点的水平距离x;再通过在滑块上增减码来改变滑块的质量m,重复上述操作,每次压缩到同一位置,得出一系列滑块质量m与水平距离x的值.根据这些数值,作出x2图像如图乙所示.

(IV)除了滑块的质量和滑块落地点与O点的水平距离x外,还需要测量的物理量有________

A.弹簧的原长L0 B.弹簧压缩后滑块到桌面边沿的距离L

C.桌面到地面的高度H D.弹簧压缩前滑块到桌面边沿的距离L1

(V)已知当地的重力加速度为g,由图像可知,每次弹簧被压缩时具有的弹性势能大小是________.滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ=________.(用图像中的a、b及步骤(4)中所选物理量符号字母表示)

【答案】BC;

【解析】

(IV)释放弹簧后弹簧对滑块做功,弹簧的弹性势能转化为滑块的动能,从释放滑块到滑块到达桌面边缘过程,由能量守恒定律得:EP=μmgL+mv2

滑块离开桌面后做平抛运动,水平方向:x=vt,竖直方向:H=gt2

整理得:x2=﹣4μHL,实验除了测出m、x外还需要测出:弹簧压缩后滑块到桌面边沿的距离L与桌面到地面的高度H,故选BC;

(V)由x2=﹣4μHL可知,x2图像的斜率:k==,图像的横轴截距:a=4μHL,解得:EP=,动摩擦因数:μ=

练习册系列答案
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【题目】某同学采用图1的电路测量一节干电池的电动势E和内阻r。图中R为电阻箱,B是阻

值为2.0Ω的保护电阻,可视为理想电流表

(1)将图2中的器材连接成实验电路(图中已连好部分电路)。

(2)实验中,测得电阻箱的阻值R、电流表的示数I、以及计算的数据如下表。根据表中

数据,在图3的坐标系中作出-R关系图线

(3)根据图线可求得,被测电池的电动势E=______V.内阻=______Ω(保留两位小数)

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【题目】如图所示,物体AB的质量分别为mAmB,且mA>mB。二者用细绳连接后跨过定滑轮,A静止在倾角θ=30°的斜面上,B悬挂着,且斜面上方的细绳与斜面平行。若将斜面倾角θ缓慢增大到45°,物体A仍保持静止。不计滑轮摩擦。则下列判断正确的是

A. 物体A受细绳的拉力可能增大

B. 物体A受的静摩擦力可能增大

C. 物体A对斜面的压力可能增大

D. 物体A受斜面的作用力可能增大

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【题目】如图所示,光滑绝缘、相互垂直的固定挡板PO,OQ竖直放置于匀强电场E中,场强方向水平向左且垂直于挡板PO;图中 A,B两球(可视为质点)质量相同且带同种正电荷.当A球受竖直向下推力F作用时,A,B两球均紧靠挡板处于静止状态,这时两球之间的距离为L.若使小球A在推力F作用下沿挡板POO点移动一小段距离后,小球AB重新处于静止状态.在此过程中(

A. OQB球的弹力将增大 B. A球对B球作用的静电力将减小

C. 墙壁POA球的弹力不变 D. F将减小

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【题目】在海上有一种浮桶式波浪发电灯塔,其原理如图甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上。密闭浮桶的内置线圈与浮筒保持相对静止,随着波浪上下起伏,线圈相对于磁体沿竖直方向运动,且始终处于磁场中。浮桶下部始终浸没在海水中,且上部始终没有进入海水中,其外侧圆周的横截面积(如图乙中阴影部分所示)为S。

(1)己知浸在海水中的浮桶受到竖直向上的浮力,浮力大小的表达式为F=ρgV,其中海水的密度为ρ,g为重力加速度,V为浮桶排开海水的体积。

a.忽略海水对浮桶的阻力,试证明浮桶在重力和浮力作用下的自由振动是简谐运动,并写明回复力系数k的表达式;

b.若某次自由振动中的振幅为0.6m,周期为6s,且t=0时,浮桶位于振动的最低点,以向上为正方向,试写出这次振动过程的位移表达式。

(2)已知海浪的周期始终为T=3.0s,海水的密度为ρ=103kg/m3。浮桶外侧圆周的横截面积(如图乙中阴影部分所示)为S=0.20m2。内置线圈的匝数N=200,固定磁体在线圈所处位置产生的辐向磁场的磁感应强度大小为B=0.20T,线圈直径D=0.40m,总电阻r=1.0Ω,该线圈与阻值R=15Ω的灯泡相连。取重力加速度g=10m/s2,且π2=10。

a.已知浮筒作简谐运动的固有周期公式为,其中m为振子质量,k为回复力系数。浮桶随波浪上下运动可视为受迫振动,当浮桶及线圈的总质量m为多大时,该浮桶式波浪发电机的发电功率达到最高?

b.若浮桶随波浪上下运动可视为受迫振动,振动的位移可表示为。试求此时灯泡的实际电功率P。

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【题目】汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P快进入市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶.下面四个图象中,哪个图象正确表示了从司机减小油门开始,汽车的速度与时间的关系( )

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【题目】平直的公路上有ab两辆汽车同向行驶,t=0时刻b车在前a车在后,且辆车相距s0.已知ab两车的v-t图象如下图所示,在0~t1时间内,b车的位移为s,则下列说法中正确的是( )

A. 0~t1时间内a车的位移为3s

B. abt1时刻相遇,则s0=s

C. ab时刻相遇,则

D. ab时刻相遇,它们将在时刻再次相遇

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A. 弹簧的劲度系数为

B. 小球动能的最大值为

C. 弹簧压缩量为2x0时,弹簧的弹性势能最大

D. 小球加速度的最大值为g

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【题目】 经一系列的衰变后变为.

(1)求一共经过几次α衰变和几次β衰变?

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