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【题目】如图所示,劲度系数为k=100N/m的足够长竖直轻弹簧,一端固定在地面上,另一端与质量为1kg的物体A相连,质量为2kg的物体B与物体A用跨过光滑定滑轮的轻绳相连,整个系统静止,AB两物体等高。现剪断轻绳,A在竖直方向做简谐运动,B做自由落体运动。已知弹簧振子的周期公式为g10m/s2

(1)刚剪断轻绳时,物体A的加速度大小;

(2)物体A做简谐运动的振幅;

(3)断轻绳后物体A第一次运动到最低点所用的时间。

【答案】1a=20m/s22A=0.2m;(3(0.314s)

【解析】

1)如图所示,当系统静止时

刚剪断轻绳时

解得

a=20m/s2

2)剪断轻绳时,A速度为0,位于简谐运动的最高点。当弹簧弹力等于A的重力时,A位于简谐运动的平衡位置。如图所示

A做简谐运动的振幅为

所以

A=0.2m

3)剪断轻绳后,物体A第一次运动到最低点所用的时间为半个周期

(0.314s)

练习册系列答案
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【题目】如图所示,两块长方体滑块AB叠放在倾角为θ的斜面体C上。已知AB质量分别为AC的动摩擦因数为BA的动摩擦因数为。两滑块AB在斜面体上以相同加速度自由下滑,斜面体C在水平地面上始终保持静止,则下列说法正确的是(  )

A.斜面C受到地面的静摩擦力方向水平向右

B.滑块A与斜面间的动摩擦因数

C.滑块A受到斜面对其摩擦力的大小为

D.滑块B所受的摩擦力大小为

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【题目】如图所示为一字型金属框架截面图,上下为两水平且足够长平行金属板,通过左侧长度为L1m的金属板连接。空间中有垂直纸面向里场强大小B0.2T的匀强磁场,金属框架在外力的作用下以速度v01m/s水平向左做匀速直线运动。框架内O处有一质量为m0.1kg、带正电q1C的小球。若以某一速度水平向右飞出时,则沿图中虚线做直线运动;若小球在O点静止释放,则小球的运动轨迹沿如图曲线(实线)所示,已知此曲线在最低点P的曲率半径(曲线上过P点及紧邻P点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆的半径叫做该点的曲率半径)为P点到O点竖直高度h2倍,重力加速度g10 m/s2。求:

1)小球沿图中虚线做直线运动速度v大小

2)小球在O点静止释放后轨迹最低点PO点竖直高度h

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【题目】如图1所示为某同学用传感器研究小灯泡的UI关系图线.实验中可用的器材有:电压传感器、电流传感器、滑动变阻器R1(阻值变化范围0~50 Ω)、滑动变阻器R2(阻值变化范围0~1 000 Ω)、电动势为6 V的电源(不计内阻)、小灯泡、开关、导线若干.

(1)实验中要求得到UI关系的完整曲线,在方框图2中画出实验电路图,并标出所用滑动变阻器的符号 ______________

(2)UI关系图线可知,小灯泡灯丝电阻随温度升高而________(增大”、“减小不变”).

(3)如果将该小灯泡分别接入甲、乙两个不同电路,如图3所示,其中甲电路的电源为一节干电池,乙电路的电源为三节干电池,每节干电池的电动势为1.5 V,内阻为1.5 Ω,定值电阻R=18 Ω,则接入________(”)电路时,小灯泡较亮些.

(4)在乙电路中,小灯泡消耗的电功率为________ W.

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【题目】如图所示为某种电子秤的原理示意图,AB为一均匀的滑线电阻,阻值为R,长度为L,两边分别有P1P2两个滑动头.P1可在竖直绝缘光滑的固定杆MN上保持水平状态而上下自由滑动,弹簧处于原长时,P1刚好指着A端,P1与托盘固定相连,若P1P2间出现电压时,该电压经过放大,通过信号转换后在显示屏上将显示物体重力的大小.已知弹簧的劲度系数为k,托盘自身质量为m0,电源电动势为E,内阻不计,当地的重力加速度为g.求;

1)托盘上未放物体时,在托盘自身重力作用下,P1A的距离x1

2)托盘上放有质量为m的物体时,P1A的距离x2

3)在托盘上未放物体时通常先校准零点,其方法是:调节P2,使P2A点的距离也为x1,从而使P1P2间的电压为零.校准零点后,将物体m放在托盘上,试推导出物体质量mP1P2间的电压U之间的函数关系式.

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【题目】如图,质量为2m的物块A静置于水平台面上,质量为M、半径为R的半球体C静置于水平地面上,质量为m的光滑小球B(可视为质点)放在半球体C上,P为三根经绳PAPBPO的结点。系统在图示位置处于静止状态,P点位于C正上方距离其球Ch处(),OP竖直,PA水平,PB长为,已知A与台面的动摩擦因数为μ,重力加速度大小为g,则正确的是(  )

A.OP的拉力大小为mg

B.A受到的摩擦力大小为

C.BC的压力大小为

D.PBB的拉力大小为

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【题目】一物体做匀变速直线运动,在t时间内通过的位移为x,它在中间位置的速度为v1,在中间时刻的速度为v2,则v1v2的关系为( )

A. 当物体做匀加速直线运动时v1 > v2

B. 当物体做匀加速直线运动时v1 < v2

C. 当物体做匀减速直线运动时v1 < v2

D. 当物体做匀减速直线运动时v1 > v2

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【题目】如图所示,由透明介质构成的半球壳的内外表面半径分別为RR.一横截面半径为R的平行光束入射到半球壳内表面,入射方向与半球壳的对称轴平行,所有的入射光线都能从半球壳的外表面射出。已知透明介质的折射率n=2,光在真空中的速度为c,求:

i)光从透明介质的内表面传到外表面的最短时间:

ii)光在透明介质内的最大折射角。

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【题目】某学习小组用如图所示装置来研究碰撞中的动量守恒,其实验步骤如下:

①将斜槽固定在桌面上,调节轨道的末端水平;

②在一个平木板表面上依次铺上白纸和复写纸,用图钉固定,然后将该木板竖直贴紧槽口放置,让小球a从斜槽轨道上某一位置由静止开始滚下,撞到木板,在白纸上留下砸痕O

③将木板向右平移适当距离,使小球a从同一位置由静止释放,撞到木板,在白纸上留下砸痕;

④把另一个半径相同、质量较小的小球b放在斜槽轨道出口处,让小球a仍从原位置由静止开始滚下,与b球相碰后,两球撞在木板上,在白纸上留下两个砸痕;

根据以上操作回答下列问题:

1)图中在木板白纸上留下的三个砸痕PMN中哪一个是被碰小球b撞击留下的:___________(填“P点”“M点”或“N点”)。

2)本实验除了测量三个砸痕与O的距离OPOMON以外,还需测量的物理量(并写出相应的符号)是_________________________________________________________

3)若用(2)中所测得的物理量来表示两球碰撞过程动量守恒,其表达式为_____________

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