【题目】如图所示,在光滑的水平面上有一足够长的质量为M=4kg的长木板,在长木板右端有一质量为m=1kg的小物块,长木板与小物块间动摩擦因数为=0.2,长木板与小物块均静止。现用F=14N的水平恒力向右拉长木板,经时间t=1s撤去水平恒力F。
(1)在F的作用下,长木板的加速度为多大;
(2)最终长木板与小物块一同以多大的速度匀速运动;
(3)最终小物块离长木板右端多远。
【答案】(1)在F的作用下,长木板的加速度为3m/s2;(2)最终长木板与小物块一同以2.8m/s的速度匀速运动;(3)最终小物块离长木板右端0.7m。
【解析】
解:(1)对木板,水平方向受拉力和摩擦力作用,由牛顿第二定律得F-mg=Ma1
得:
(2)F未撤去时,m的加速度
刚撤F时,长木板的速度:v1=a1t=3×1=3m/s,
小物块的速度:vm=amt=2×1m/s=2m/s
撤F后,M的加速度大小
长木板与小物块最终速度v2=vm+amt2=v-a2t2
解得v2=2.8m/s
(3)t=1s内m与M的相对位移
解得x1=0.5m
撤去F后,m与M的相对位移
解得x2=0.2m
因此最终小物块离长木板右端S=x1+x2=0.7m
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【题目】如图所示,有一玻璃砖的截面,其上面的部分是半径为R的半圆,下面是边长为2R的正方形,在玻璃砖的两侧面距离R处,分别放置和侧面平行的足够大的光屏,已知玻璃砖的折射率n=2,一束光线按图示方向从左侧光屏的P点射出,过M点射入玻璃砖,恰好经过半圆部分的圆心O,且∠MOA=45°.
(1)该光线能从BC面射出玻璃砖吗?请说明判断依据.
(2)求光从P点发出到第一次传播到光屏的过程中,光在玻璃砖外的传播时间与在玻璃砖内的传播时间之比.
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【题目】如图,质量分别为m1=10kg和m2=2.0kg的弹性小球a、b用弹性轻绳紧紧的把它们捆在一起,使它们发生微小的形变,该系统以速度v0=0.10m/s沿光滑水平面向右做直线运动,某时刻轻绳突然自动断开,断开后,小球b停止运动,小球a继续沿原方向直线运动。求:
① 刚分离时,小球a的速度大小v1;
② 两球分开过程中,小球a受到的冲量I。
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【题目】如图所示,两平行的光滑导轨固定在同一水平面内,两导轨间距离为L,金属棒ab垂直于导轨,金属棒两端与导轨接触良好,在导轨左端接入阻值为R的定值电阻,整个装置处于竖直向下的磁感应强度为B的匀强磁场中。与R相连的导线、导轨和金属棒的电阻均可忽略不计。用平行于导轨向右的大小为F的力拉金属棒,使金属棒以大小为v的速度向右匀速运动,( )
A. 金属棒ab相当于电源,其a端相当于电源负极
B. 拉力F=
C. 回路中的感应电流沿顺时针方向流动
D. 定值电阻消耗的电功率
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【题目】如图所示,理想变压器原线圈a、b间输入一稳定的正弦交流电,原线圈接有理想交流电流表A,副线圈接有理想交流电压表V,当滑动变阻器的滑片向上滑动时,下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数不变 B. 电压表的示数增大
C. 电流表的示数增大 D. 电阻R2的功率减小
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【题目】如图所示,虚线 a、b、c 是电场中的一簇等势线(相邻等势面之 间的电势差相等),实线为一 α粒子(重力不计)仅在电场力作用 下通过该区域时的运动轨迹,P、Q 是这条轨迹上的两点,据此可知( )
A. a、b、c 三个等势面中,a 的电势最高
B. 电子在 P 点具有的电势能比在 Q 点具有的电势能小
C. β粒子在 P 点的加速度比 Q 点的加速度大
D. 带电质点一定是从 P 点向 Q 点运动
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【题目】如图所示,在“探究加速度与力和质量的关系”实验装置中,A为小车,B为装在砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电磁打点计时器相连,小车的质量为M,小盘(及砝码)的质量为m。下列说法中不正确的是
A. 实验时应先接通电源,再释放小车
B. 每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
C. 本实验中应满足m远小于M的条件
D. 平衡摩擦力时,不能悬挂小盘(及砝码)
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【题目】半径为 R 的固定半圆形玻璃砖的横截面如图所示,O 点为圆心,OO′为直径 MN 的垂线.足够大的光屏 PQ 紧靠在玻璃砖的右侧且与 MN 垂直.一束复色光沿半径方向与 OO′成 θ=30°角射向 O 点,已知复色光包含有折射率从 n1= 2到 n2= 3的光束,因而光屏 NQ 上出现了彩色光带.
(1)求彩色光带的宽度;
(2)当复色光入射角逐渐增大时,光屏 NQ上的彩色光带全部消失,求θ角至少为多少
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【题目】正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为m,单位体积内粒子数量n为恒量。为简化问题,我们假定:粒子大小可以忽略;其速率均为v,且与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变。利用所学力学知识,导出器壁单位面积所受粒子压力f与m、n和v的关系。(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)
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