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游乐场中有一种叫“空中飞椅”的设施,其基本装置是用一细杆将座椅与转盘的边缘相连接,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋,若将人和座椅看成质量为m的质点,简化为如图所示的模型,其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO′转动,已知细杆长为l,转盘静止时细杆与转轴间的距离为d转盘转动时细杆只能在转轴与细杆平行的平面内绕其上端点转动。让转盘由静止逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时细杆与竖直方向的夹角为θ,不计空气阻力及细杆重,则质点从静止到做匀速圆周运动的过程中,细杆对质点做的功为 (     )

A.

B.

C.

D.


【答案】A

【解析】由于质点做匀速圆周运动,有,所以质点做匀速圆周运动时的动能为,设静止时质点的重力势能为零,则此时质点的重力势能为,由能量守恒知质点从静止到做匀速圆周运动的过程中,细杆对质点做的功全部转化成质点的机械能,所以选项A正确。


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


一定质量的理想气体,经历了如图所示I一2—3状态变化的过程,则三个状态的热力学温度之比是_  _(填选项前的字母)

    A.1:3:5       B.5:6:3

    C.3:2:l        D.3:6:5

      

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如图所示,理想变压器原线圈匝数匝,副线圈匝数匝,交流电源的电压,电阻,电表均为理想交流电表。则下列说法中正确的是

A.交流电的频率为

B.电流表的示数为

C.变压器的输入功率为

D.电压表的示数为

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下图为光电计时器的实验简易示意图。当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光滑水平导轨MN上放置两个相同的物块A和B,左端挡板处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带平滑连接,今将挡光效果好,宽度为d=3.6×10-3m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上,且高出物块,并使高出物块部分在通过光电门时挡光。传送带水平部分的长度L=8m,沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速转动。物块A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,质量mA=mB=1kg。开始时在A和B之间压缩一轻弹簧,锁定其处于静止状态,现解除锁定,弹开物块A和B,迅速移去轻弹簧,两物块第一次通过光电门,计时器显示读数均为t=9.0×10-4s,重力加速度g取10m/s2。试求:

(1)弹簧储存的弹性势能Ep;

(2)物块B在传送带上向右滑动的最远距离sm;

(3)若物块B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的物块A在水平面上相碰,且A和B碰后互换速度,则弹射装置P至少应以多大速度将A弹回,才能在AB碰后使B刚好能从Q端滑出?此过程中,滑块B与传送带之间因摩擦产生的内能△E为多大?

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人站在小车上一起以速度v0沿光滑水平面向右运动.将小球以速度v水平向左抛给车上的人,人接住后再将小球以同样大小的速度移水平向右抛出,抛出过程中人和车始终保持相对静止。重复上述过程,当车上的人将小球向右抛出n次后,人和车速度刚好变为0.已知人和车的总质量为M,求小球的质量m.

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为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数μ,某同学设计了如图的实验装置,其中圆弧形滑槽末端与桌面相切。第一次实验时,滑槽固定于桌面右端,末端与桌子右端M对齐,滑块从滑槽顶端由静止释放,落在水平面的P点;第二次实验时,滑槽固定于桌面左侧,测出末端N与桌子右端M的距离为L,滑块从滑槽顶端由静止释放,落在水平面的Q点,已知重力加速度为g,不计空气阻力。

(1)实验还需要测出的物理量是)用代号表示):        

A.滑槽的高度h;    B.桌子的高度H;        C.O点到P点的距离d1

D.O点到Q点的距离d2;                                       E.滑块的质量m

(2)写出动摩擦因数μ的表达式是μ=                    

(3)如果第二次实验时,滑块没有滑出桌面,测得滑行距离为x。则动摩擦因数可表示为μ=      

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如图所示,某种透明液体的折射率为n,在液面下深为h处有一点光源S,现用一不透光的圆形薄板置于液面,其圆心OS的正上方。要使观察者从液面上任一位置都不能看到点光源S,则该圆形薄板的半径R至少为多大?

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有人设计了一种可测速的跑步机。测速原理如图所示,该机底面固定有间距为L、长度为d的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场,理想伏特表和电阻R并联后接在电极的两端。绝缘橡胶带上固定有间距为d的平行细金属条,橡胶带在电动机带动下运动时,金属条将随着橡胶带进入磁场区域,金属条跟电极接触良好,金属条的电阻均为r,其他部分的电阻均可忽略不计。

(1)写出橡胶带运动速度v跟伏特表示数U之间的表达式;

(2)橡胶带以速度v1匀速运动时,每根金属条穿过磁场区域克服安培力做的功;

(3)关闭电动机,运动员在跑步机上跑步时对橡胶带的静摩擦力也可以带动橡胶带运动,这种跑步机被称为机械式跑步机。假定橡胶带在此种情况下运动时受到的机械阻力跟速度的平方成正比,即k为比例常数,并且运动员消耗的体能全部用来维持橡胶带匀速运动。求橡胶带以速度v2匀速运动时运动员消耗的功率。

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如图所示,A为一个等腰直角三棱镜,B为一个等边三棱镜,B的底面与A的一个直角面平行,一束宽度为d的白色平行光束水平向右垂直射入A的直角面,两个棱镜对红光的折射率均为1.5,CD、MN为光屏,则(   )

A、光屏MN上会接收到光带,且光带为彩色

B、光屏MN上若有光带,则光带宽度为d

C、光屏CD上若有光带,则为红色光带

D、光屏MN上会接收到光带,且光带为白色

 


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