【题目】如图所示,一质量M=2kg、长L=1m的小车静止在光滑的水平地面上,有一质量m=1 kg的物块(可视为质点)以水平向右、大小为v0=3 m/s的初速度从左端滑上小车,当物块滑到小车的中点时刚好相对于小车静止.以后两者一起向右运动,当小车与竖直墙壁发生碰撞后立即以原速率返回.试求:(g取10 m/s2)
(1)物块与小车相对静止时的速度v;
(2)物块与小车间的动摩擦因数;
(3)物块在运动的过程中离竖直墙壁的最小距离d.
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
(1)根据“地面光滑,物块在木板上相对滑动的过程”可知,本小问考查板块模型的运动问题,根据系统的动量守恒列式计算共同的速度;(2)根据“小车的中点时刚好相对于小车静止”可知,本题考查摩擦生热,根据功能关系,运用相对位移列式求解动摩擦因数 ;(3)根据“物块运动的最小距离d”可知,本小问考查动力学问题,根据牛顿第二定律和运动学的位移公式求解.
(1)因为地面光滑,所以小车和物块组成的系统动量守恒,取水平向右为正方向,由动量守恒定律得:mv0=(M+m)v
解得:
(2)对系统,由能量守恒有:
代入数据得:μ=0.6
(3)当小车与墙相撞时,物块到墙的距离为:
由于小车与墙碰撞时间极短且碰撞中无动能损失,可认为小车碰墙后,立即以原速率返回,而在这极短时间内,物块所受冲量可忽略,故物块速度未变,仍以v向右,当其速度减小为零时离墙最近.
该过程中物块的加速度大小为:
所以在该过程中物块向右运动,有:
所以物块离墙壁的最小距离为:
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【题目】图甲是阻值为1Ω的单匝线圈与阻值为9Ω的电阻R构成的回路。线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示,电压表为交流电压表。则( )
A. 电压表的示数为14.14V
B. 0~0.01s的时间内通过电阻R的电量为
C. 电阻R上消耗的功率为18W
D. 通过电阻的电流方向每秒变化100次
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【题目】物理实验室现有一量程为3 V的电压表,内阻约为6。为了较准确地测量其内阻,在没有电流表的情况下,某向学设计了如图甲所示的实验电路,按此电路可以测出电压表的内阻。
(1)若电源E、滑动变阻器R2、电阻箱R1各有两个可供选择。
电源E:a.电动势2.0V,有内阻; b.电动势5.0V,有内阻
滑动变阻器R2:a.最大阻值20; b.最大阻值1700
电阻箱R1:a.0~999.9;b.0~9999.9
为了减小实验误差,电源E应选________(填“a”或“b”,下同),滑动变阻器R2应选________,电阻箱R1应选________。
(2)该同学在开关都断开的情况下,检查电路连接无误后,接通电路前应将滑动变阻器的滑片P置于________ (填“A”或“B”)端,后续必要的实验操作步骤依次是:_________ (请按合理的实验顺序,选填下列步骤前的字母),最后记录R1的阻值并整理好器材。
A.闭合开关S1
B.闭合开关S2
C.断开开关S1
D.断开开关S2
E.调节R2的阻值,使电压表满偏 .
F.调节R2的阻值,使电压表半偏
G.调节R1的阻值,使电压表半偏
H.调节R1的阻值,使电压表满偏
(3)按正确的实验步骤完成后,如果所得的R1的阻值为5600.0,则图甲中被测电压表的内阻R1的测量值为_______
,该测量值________(填“略大于”“略小于”或“等于”)实际值。
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【题目】1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖.若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,则下列相关说法中正确的是( )
A. 该束带电粒子带负电
B. 速度选择器的p1极板带负电
C. 在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小
D. 在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
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【题目】为提高通行效率,许多高速公路出入口安装了电子不停车收费系统ETC。甲、乙两辆汽车分别通过ETC通道和人工收费通道(MTC)驶离高速公路,流程如图所示。假设减速带离收费岛口X=60m,收费岛总长度d=40m,两辆汽车同时以相同的速度v1=72km/h经过减速带后,一起以相同的加速度做匀减速运动。甲车减速至v2=36km/h后,匀速行驶到中心线即可完成缴费,自动栏杆打开放行;乙车刚好到收费岛中心线收费窗口停下,经过t0=15s的时间缴费成功,人工栏打开放行。随后两辆汽车匀加速到速度v1后沿直线匀速行驶,设加速和减速过程中的加速度大小相等,求:
(1)此次人工收费通道和ETC通道打开栏杆放行的时间差 ;
(2)两辆汽车驶离收费站后相距的最远距离 。
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【题目】如图所示,水平地面上有一质量为m的木箱,木箱与地面间的动摩擦因数为μ,木箱在与水平方向夹角为θ的斜向上拉力F作用下作匀速直线运动,则拉力F的大小为____ 。保持木箱速度不变,改变F,当θ1=0°和θ2=30°时,让木箱发生相同的位移,两次拉力做的功分别为W1和W2,则W1_____W2(选填“>”、“=”或“<”)
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【题目】如图所示,ABC为金属杆做成的轨道,固定在竖直平面内。轨道的AB段水平粗糙,BC段是半径为R=0.1m的光滑半圆弧。一质量m=0.2kg的小环套在杆上,在恒定水平拉力F的作用下,从A点由静止开始运动,经时间t=0.5到达B点,然后撤去拉力F,小环沿轨道上滑,到达C处恰好掉落做自由落体运动。小环与水平直杆间动摩擦因数μ=0.3,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)小环从C处落到B处所用的时间;
(2)小环第一次到达B点时的速度大小;
(3)水平拉力F大小。
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【题目】如图所示,一底边为L,底边上的高也为L的等腰三角形导体线框以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过长为2L,宽为L的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向里。t=0时刻,三角形导体线框的底边刚进入磁场,取沿逆时针方向的感应电流为正,则在三角形导体线框穿过磁场区域的过程中,感应电流i随时间t变化的图线可能是( )
A. B.
C.
D.
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【题目】如图是某同学在做直线运动实验中获得的一条纸带.
①已知打点计时器电源频率为50Hz,则纸带上打相邻两点的时间间隔为_____;
②ABCD是纸带上四个计数点,每两个相邻计数点间有四个点没有画出.O、B两点间的A点不小心被墨水弄脏了看不到.从图中读出B、C两点间距SBC=_____;若A点与B点之间的距离满足SAB=_____,根据匀变速直线运动的规律,可以判断A点到D点间的运动为匀变速直线运动,且根据数据可计算出该段位移的加速度a=_____(保留两位有效数字).
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