【题目】如图甲,水平地面上有一个轻质弹簧自然伸长,左端固定在墙面上,右端位于O点地面右端M紧靠传送装置,其上表面与地面在同一水平面
传送装置在半径为r、角速度为
的轮A带动下沿图示方向传动
在弹性限度范围内,将小物块
往左压缩弹簧到压缩量为x时释放,
滑至M点时静止,其速度图象如图乙所示
虚线0q为图线在原点的切线,bc段为直线
之后,物块
在传送装置上与M距离为l的位置静止释放,
、
碰撞后粘在一起
已知
、
质量均为m,与传送装置、水平地面的动摩擦因数均为
,M、N距离为
,重力加速度为g.
求弹簧的劲度系数k以及O、M的距离s;
要使
、
碰撞后的结合体P能回到O点,求l的取值范围以及P回到O点时的速度大小v与l的关系表达式.
【答案】,
;
当
时,
;当
时,
.
【解析】
应用牛顿第二定律与匀变速运动的速度位移公式分析答题;由动量守恒定律与匀变速运动的速度位移公式分析答题。
由图乙知,刚释放弹簧时,
具有的加速度为:
由胡克定律得此时弹簧弹力为:
由牛顿第二定律得:
解得弹簧的劲度系数为:
由图乙,离开弹
簧时的速度为:
之后做加速度为:
的匀
减速直线运动到M时速度为零,由匀变速直线运动的速度位移公式得:
解得O、M距离为:
与
碰前瞬间速度为
,碰后结合体P的速度为
,碰撞前后动量守恒,以
的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
碰后
、
结合体P能在地面上往左匀减速回到O点时速度为v,由速度位移公式得:
若
在传送装置上一直加速到M点,则有:
联立解得:
要使结合体P能回到O点,必须,即
若在传送装置上一直加速到M点时刚好与传送装置达到相同速度,即有
解得:
i:当时,
在传送装置上一直加速,并最终结合体P能回到O点,回到O点时的速度为:
ii:当时,
在传送装置上先加速后匀速,与
碰前瞬间速度始终为
,代入上式得:
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【题目】如图所示,在直角坐标系xOy内,有一质量为m,电荷量为+q的粒子A从原点O沿y 轴正方向以初速度V0射出,粒子重力忽略不计,现要求该粒子能通过点P(a, -b),可通 过在粒子运动的空间范围内加适当的“场”来实现。
(1) 若只在整个I、II象限内加垂直纸面向外的匀强磁场,使粒子A在磁场中作匀速 圆周运动,并能到达P点,求磁感应强度B的大小;
(2) 若只在x轴上某点固定一带负电的点电荷 Q,使粒子A在Q产生的电场中作匀速圆周运动,并能到达P点,求点电荷Q的电量大小;
(3) 若在整个I、II象限内加垂直纸面向外的 匀强磁场,并在第IV象限内加平行于x轴,沿x轴 正方向的匀强电场,也能使粒子A运动到达P点。如果此过程中粒子A在电、磁场中运动的时间相等,求磁感应强度B的大小和电场强度E的大小
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【题目】某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。实验器材有:金属小球,底座,带有标尺的竖直杆,两套光电计时器和
,小球释放器,小球接收器。
(1)使用游标卡尺测量小球的直径如图乙所示,则小球直径为____________.
(2)该实验____________测出小球的质量(填写“需要”或“不需要”).
(3)仔细调整光电门的位置,使得小球通过光电门时恰好小球中心竖直直径挡光。某次实验时测得小球分别经过光电门与光电门
所用的时间为
,从竖直杆上读出两光电门间的距离
,若小球质量为
,小球直径为
,重力加速度为
。请写出需要验证的表达式_____________________.
(4)请写出一条实验误差的来源:____________________________.
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【题目】石家庄雾霾频发,使用清洁能源可以减少雾霾,太阳能发电是一种新兴的可再生清洁能源。某同学对太阳能电池板进行研究。在某光照下使用多用电表测量该太阳能电池的电动势和内阻。使用多用电表电压2.5V量程,直接把红黑表笔与电池正负极相连,测的示数如图甲;因了解太阳能电池内阻一般较大,所以他改用直流电流档直接测量短路电流,先用较大量程进行“试触”,后选择直流10mA量程进行测量,读数如图乙。
(1)该电池的电动势为________V,内阻为_______ Ω(电阻计算保留三位有效数字);
甲 乙
(2)研究发现太阳能电池电动势、电流等各项参数不稳定,不能直接接用电器使用,市场上有“太阳能充电控制器”,可以把太阳能电池板发电通过控制器直接充入蓄电池,蓄电池可在需要的时候对外供电。该同学设计了一个用光敏电阻作为传感器控制路灯电路的开关,光敏电阻的阻值随照射光的强弱而变化,可以近似认为,照射光较强(如白天)时电阻几乎为0:照射光较弱(如夜晚)时电阻接近于无穷大。利用光敏电阻作为传感器,借助电磁开关,可以实现路灯自动在白天关闭,夜晚打开。电磁开关的内部结构如图丙所示。1、2两接线柱之间是励磁线圈,3、4两接线柱分别与LED灯泡和触点A、B相连。当励磁线圈电流大于某一值时A、B触点自动断开,小于这一值A、B触点自动接合。
已知R1为光敏电阻,R2为保护电阻,励磁控制电路及照明电路元件对应接线柱已经标出。请连接电路,要求LED灯泡在白天熄灭,夜晚亮起_______________。
(3)已知LED灯泡为24V, 40W;每日放电时间10小时,为保证实际情况正常使用,蓄电池容量选配时需考虑地域、天气等综合因素,一般蓄电池的容量约为单日使用量的5倍,则石家庄地区蓄电池容量比较合适的是_______________
A.8A·h B. 16.7A·h C. 80A·h
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【题目】如图所示,MN是半径为R的光滑圆弧,木板B静止在水平面上,其左端与N点重合,右端放有滑块A。滑块C从P点由静止释放,恰从M点切入圆轨道,与木板B碰撞后粘为一体,碰撞时间极短,之后,B、C一起沿水平面运动,滑块A恰好未从B上掉下。已知滑块A、C的质量均为m,木板B的质量为2m,滑块A与木板B之间的动摩擦因数为μ1,滑块C和木板B与地面之间的动摩擦因数均为
,滑块A、滑块C均可视为质点,重力加速度为g,忽略空气阻力,水平面足够长。
求:(1)滑块C经N点时与木板B碰撞前的瞬间对圆弧轨道的压力。
(2)滑块A停止时到N点的水平距离。
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【题目】太阳能电池板在有光照时,可以将光能转化为电能,在没有光照时,可以视为一个电学器件。某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法,探究一个太阳能电池板在没有光照时(没有储存电能)的I﹣U特性。所用的器材包括:太阳能电池板,电源E,电流表A,电压表V,滑动变阻器R,开关S及导线若干。
(1)为了达到上述目的,实验电路应选用图甲中的图___(填“a”或“b”)。
(2)该实验小组根据实验得到的数据,描点绘出了如图乙的I﹣U图象。由图可知,当电压小于2.00V时,太阳能电池板的电阻_____(填“很大”或“很小”):当电压为2.80V时,太阳能电池板的电阻为_____Ω
(3)当有光照射时,太阳能电池板作为电源,其路端电压与总电流的关系如图丙所示,分析该曲线可知,该电池板作为电源时的电动势为_____V。若把它与阻值为1KΩ的电阻连接构成一个闭合电路,在有光照射情况下,该电池板的效率是____%。(结果保留三位有效数字)
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【题目】如图所示,金属板带有等量异种电荷,板间某一竖直平面内电场线的分布如实线所示,已知该平面内P、O的连线为等势线,且与电场线上两点M、N的连线垂直.一带电油滴在O点处于静止状态.则( )
A. 若将油滴置于P处,仍能静止
B. 若将油滴从M处释放,将沿电场线运动至N处
C. M点的电势一定比N点的高
D. 油滴在M点的电势能一定比在N点的小
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【题目】容器中有质子,α粒子
的混合物,为了把它们分开,先让它们从静止开始经电场加速,穿出加速电场后,第一种:垂直进入匀强电场;第二种:垂直进入匀强磁场,利用电场或磁场使它们偏转,最后穿出电场或磁场,从而达到分开的目的。对于上述两种情况,能使质子和α粒子分开的是(不计粒子重力)
A. 两种情况都能使质子和α粒子分开
B. 两种情况都不能使质子和α粒子分开
C. 进入电场后可以分开进入磁场不能分开
D. 进入电场后不能分开进入磁场能够分开
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【题目】我国自行研制的C919大型客机在浦东机场首飞成功。设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动,当位移s=1.6×103m时才能达到起飞所要求的速度v=80m/s,已知飞机质量m=7.0×104kg,滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍,重力加速度取g=10m/s2,求飞机滑跑过程中,
(1)加速度a的大小;
(2)驱动力做的功W;
(3)起飞瞬间驱动力的功率P。
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