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【题目】如图所示,竖直平面内放一直角杆,杆的各部分均光滑,水平部分套有质量为mA=3kg的小球A,竖直部分套有质量为mB=2kg的小球B,AB之间用不可伸长的轻绳相连。在水平外力F的作用下,系统处于静止状态,且,,重力加速度g=10m/s2.

(1)求水平拉力F的大小和水平杆对小球A弹力的大小

(2)若改变水平力F大小,使小球A由静止开始,向右做加速度大小为4.5m/s2的匀加速面线运动,求经过拉力F所做的功.

【答案】(1) , (2)

【解析】(1)设静止时绳子与竖直方向夹角为θ,则由已知条件可知

B进行隔离可知: 解得:

A进行分析:

A、B整体进行分析:竖直方向

(2)经过,小球A向右的位移此时绳子与水平方向夹角为θ

小球A的速度为

A、B两小球沿绳方向速度大小相等:

解得

由能量守恒知:

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】一辆卡车以速度v=72km/h通过减速带,司机利用搁置在仪表盘上的车载仪时仪记录器材前轮和后轮先后与减速带撞击的声音的时间间隔来测量声速,车载仪位于前轮轴的正上方,在前轮通过减速带时开始记时,在t1=0.006秒第一次接收到声音信号,在t2=0.313秒第二次接收到声音信号。已知汽车前后轮轴之间的距离L=5.86米,求声音在空气中的速度秒v0(不考虑除空气外其他介质对声音传播的影响,结论保留三位有效数字)。

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】我们知道,根据光的粒子性,光的能量是不连续的,而是一份一份的,每一份叫一个光子,光子具有动量( hv/c ) 和能量(hv ),当光子撞击到光滑的平面上时,可以像从墙上反弹回来的乒乓球一样改变运动方向,并给撞击物体以相应的作用力。光对被照射物体单位面积上所施加的压力叫光压。联想到人类很早就会制造并广泛使用的风帆,能否做出利用太阳光光压的太阳帆进行宇宙航行呢?

1924年,俄国航天事业的先驱齐奥尔科夫斯基和其同事灿德尔明确提出用照射到很薄的巨大反射镜上的太阳光所产生的推力获得宇宙速度,首次提出了太阳帆的设想。但太阳光压很小,太阳光在地球附近的光压大约为106N/m2,但在微重力的太空,通过增大太阳帆面积,长达数月的持续加速,使得太阳帆可以达到甚至超过宇宙速度。IKAROS 是世界第一个成功在行星际空间运行的太阳帆。2010521日发射,2010128日,IKAROS 在距离金星 80,800 公里处飞行掠过,并进入延伸任务阶段。

设太阳单位时间内向各个方向辐射的总能量为E,太空中某太阳帆面积为S,某时刻距太阳距离为r(r很大,故太阳光可视为平行光,太阳帆位置的变化可以忽略),且帆面和太阳光传播方向垂直,太阳光频率为v,真空中光速为c,普朗克常量为h。

(1)当一个太阳光子被帆面完全反射时,求光子动量的变化P,判断光子对太阳帆面作用力的方向。

(2)计算单位时间内到达该航天器太阳帆面的光子数。

(3)事实上,到达太阳帆表面的光子一部分被反射,其余部分被吸收。被反射的光子数与入射光子总数的比,称为反射系数。若太阳帆的反射系数为ρ,求该时刻太阳光对太阳帆的作用力。

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【题目】如图所示,两条平行的水平导轨FN、EQ间距为L,导轨的左侧与两条竖直固定、半径为r光滑圆弧轨道平滑相连,圆弧轨道的最低点与导轨相切,在导轨左边宽度为dEFHG矩形区域内存在磁感应强度大小为B,方向竖直向上的匀强磁场,且再磁场的右边界垂直导轨放有一金属杆甲,右边界处无磁场。现将一金属杆乙从圆弧轨道的最高点PM处由静止释放,金属杆乙滑出磁场时,与金属杆甲相碰(作用时间极短),并粘连在一起,最终它们停在距磁场右边界为d的虚线CD处,已知金属杆甲、乙的质量均为m,接入电路的电阻均为R,它们与导轨间的动摩擦因数均为μ,且它们在运动过程中始终与导轨间垂直且接触良好,导轨的电阻不计,重力加速度为g,求:

(1)金属杆乙通过圆弧轨道最低点时受到的支持力大小N;

(2)金属杆乙与甲相碰前的速度大小;

(3)整个过程中,感应电流通过金属杆甲所产生的热量Q;

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【题目】如图甲所示将阻值为R5 Ω的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上电流随时间变化的规律如图乙所示电流表串联在电路中测量电流的大小.对此下列说法正确的是(  )

A. 电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u2.5sin(200πt) V

B. 电阻R消耗的电功率为1.25 W

C. 如图丙所示若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生当线圈的转速提升一倍时电流表的示数为0.707A

D. 这一交变电流与图丁所示电流比较其有效值之比为

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【题目】如图,半圆形金属框竖直放在粗糙的水平地面上,套在其上的光滑小球P在水平外力F的作用下处于静止状态,P与圆心O的连线与水平面的夹角为θ,现用力F拉动小球,使其缓慢上移到框架的最高点,在此过程中金属框架始终保持静止,下列说法中正确的是

A. 框架对小球的支持力先减小后增大

B. 水平拉力F 先增大后减小

C. 地面对框架的支持力先减小后增大

D. 地面对框架的摩擦力一直减小

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【题目】如图甲所示,平行光滑金属导轨MNPQ之间距离L=0.5m,所在平面与水平面成θ=37o角,MP两端接有阻值为R=0.8Ω的定值电阻。质量为m=0.5kg、阻值为r=0.2Ω的金属棒ab垂直导轨放置,其它部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度为B=2T的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上。从t=0时刻开始ab棒受到一个平行于导轨向上的外力F作用,由静止开始沿导轨向上运动,运动中棒始终与导轨垂直,且接触良好,ab棒受到的安培力的大小随时间变化的图像如图乙所示(t1=2s时,安培力F1=2N)。求:

1t=2s末金属棒两端电压Uab

2)从t=0t=2s过程中通过电阻R横截面上的电量q

3t=2s末电路热功率P与拉力的瞬时功率P之比。

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【题目】2018727日将发生火星冲日现象,我国整夜可见,火星冲日是指火星、地球和太阳儿乎排列成一线,地球位于太阳与火星之间 此时火星被太阳照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易于观察。地球和火星绕太阳公转的方向相同,轨迹都可近似为圆,火星公转轨道半径为地球的1.5倍,则( )

A. 地球的公转周期比火星的公转周期小

B. 地球的运行速度比火星的运行速度小

C. 火星冲日现象每年都会出现

D. 地球与火星的公转周期之出为

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【题目】如图所示,竖直平面内有水平向左的匀强电场E,M点与N点在同一电场线上,两个质量相等的带正电荷的粒子,以相同的速度分别从M点和N点同时垂直进入电场,不计两粒子的重力和粒子间的库仑力。已知两粒子都能经过P点,在此过程中,下列说法正确的

A. N点进入的粒子先到达P

B. M点进入的粒子先到达P

C. 粒子在到达P点的过程中电势能都减小

D. M点进入的粒子的电荷量小于从N点进入的粒子的电荷量

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