【題目】2018年2月在平昌冬奧會中,我國運動員李馨參加了兩項越野滑雪的比賽,成績有所突破如圖所示,某次滑雪訓(xùn)練,如果該運動員站在水平雪道上第一次利用滑雪杖對雪面的作用獲得水平推力F=75N而從靜止向前滑行,其作用時間為t1=1.0s。撤除水平推力F后經(jīng)過t2=2.0s,她第二次利用滑雪杖對面的作用獲得同樣的水平推力,第二次利用滑雪杖對雪面的作用距離與第一次相同已知該運動員連同裝備的總質(zhì)量為m=60kg,在整個運動過程中受到的滑動摩擦力大小恒為Ff=15N運動員可視為質(zhì)點,不考慮空氣阻力。求:
(1)運動員第一次利用滑雪杖對雪面作用后的速度大小及這段時間內(nèi)的位移大小;
(2)運動員第二次撤除水平推力后滑行的最大距離。
【答案】(1)(2)
【解析】試題分析:根據(jù)牛頓第二定律求出利用雪仗作用時的加速度,根據(jù)速度時間公式求出第一次利用滑雪杖對雪面作用獲得的速度大小,根據(jù)位移與時間關(guān)系求出這段時間內(nèi)的位移;根據(jù)牛頓第二定律求出撤去推力后的加速度,結(jié)合速度時間公式求出2s后的速度,根據(jù)速度位移公式求出雪仗第2次對雪面作用后的速度,再結(jié)合速度位移公式求出第二次撤除水平推力后滑行的最大距離。
(1)運動員在雪道上用滑雪杖對雪面作用時
根據(jù)牛頓第二定律:
解得加速度為:
t1=1.0s時的速度為:
這段時間內(nèi)的位移:
(2)無雪仗后,運動員減速,根據(jù)牛頓第二定律:
解得加速度為:
撤除水平推力F后經(jīng)過2s時的速度為:
第二次利用滑雪杖對雪面的作用獲得同樣的水平推力,作用距離與第一次相同,
則有:
解得:
此后在水平方向僅受摩擦力作用做勻減速運動,滑行的最大距離為:
解得:
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【題目】在一端帶有定滑輪的足夠長的水平木板上,小周用物體A、B分別探究了加速度隨所受拉力的變化的關(guān)系,實驗裝置如圖甲所示(圖中打點計時器和紙帶未畫出)。實驗過程中小周用不同的重物P分別掛在光滑的輕質(zhì)動滑輪上,使平行于長木板的細(xì)線分別拉動長木板上的物體A、B由靜止開始加速運動(紙帶與打點計時器之間的阻力及空氣阻力可忽略)。實驗后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,小周得到了物體A、B的加速度a與輕質(zhì)彈簧秤彈力F的關(guān)系圖線,分別如圖乙中的A、B所示。
(1)由圖甲判斷,下列說法正確的是_________ (填序號)。
A.彈簧秤示數(shù)等于物體受到的拉力大小
B.實驗時應(yīng)先接通打點計時器電源,后釋放物體
C.實驗中重物P的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于物體的質(zhì)量
D.彈簧秤的示數(shù)始終為重物P的重力大小的一半
(2)小周仔細(xì)分析了圖乙中兩條線不重合的原因,得出結(jié)論:兩個物體的質(zhì)量不等,且mA______mB(填“大于”“等于”或“小于”);兩物體與木板之間動摩擦因數(shù)μA ____ μB(填“大于”“等于”或“小于”)
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【題目】如圖甲所示,電動勢為E、內(nèi)阻為r的電源與R=6 Ω的定值電阻、滑動變阻器RP、開關(guān)S組成串聯(lián)回路,已知滑動變阻器消耗的功率P與其接入電路的有效阻值RP的關(guān)系如圖乙所示。下列說法正確的是 ( )
A. 電源的電動勢E=V,內(nèi)阻r=4Ω
B. 圖乙中Rx=25Ω
C. 定值電阻R消耗的最大功率為0.96W
D. 調(diào)整滑動變阻器RP的阻值可以得到該電源的最大輸出功率為1W
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【題目】一定質(zhì)量的理想氣體,其狀態(tài)變化的p-V圖像如圖所示,已知氣體在狀態(tài)A時的溫度為260K,則氣體在狀態(tài)B時的溫度為__________K,從狀態(tài)A到狀態(tài)C氣體與外界交換的熱量為___________J.
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【題目】如圖所示,理想變壓器的原副線圈的匝數(shù)比為4︰1,原線圈接有u=31lsin100πt(V)的交變電壓,副線圈上接有定值電阻R、線圈L、燈泡D及理想電壓表.以下說法正確的是
A. 副線圈中電流的變化頻率為50HZ
B. 燈泡D兩端電壓為55V
C. 若交變電壓u的有效值不變,頻率增大,則電壓表的示數(shù)將減小
D. 若交變電壓u的有效值不變,頻率增大,則燈泡D的亮度將變暗
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【題目】如圖甲所示,光滑導(dǎo)軌水平放置在與水平方向成60°角斜向下的勻強(qiáng)磁場中,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示(規(guī)定斜向下為正方向),導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置,除電阻R的阻值外,其余電阻不計,導(dǎo)體棒ab在水平外力作用下始終處于靜止?fàn)顟B(tài).規(guī)定a→b的方向為電流的正方向,水平向右的方向為外力的正方向,斜向右下方為安培力的正方形,則在0~t1時間內(nèi),能正確反映電阻R的熱功率P、流過導(dǎo)體棒ab的電流i、導(dǎo)體棒ab所受水平外力F及安培力FA隨時間t變化的圖像是
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【題目】一輛卡車以速度v=72km/h通過減速帶,司機(jī)利用擱置在儀表盤上的車載儀時儀記錄器材前輪和后輪先后與減速帶撞擊的聲音的時間間隔來測量聲速,車載儀位于前輪軸的正上方,在前輪通過減速帶時開始記時,在t1=0.006秒第一次接收到聲音信號,在t2=0.313秒第二次接收到聲音信號。已知汽車前后輪軸之間的距離L=5.86米,求聲音在空氣中的速度秒v0(不考慮除空氣外其他介質(zhì)對聲音傳播的影響,結(jié)論保留三位有效數(shù)字)。
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【題目】如圖所示的直角坐標(biāo)系中,在直線x=-8L到y軸區(qū)域內(nèi)存在著兩個大小相等、方向相反的有界勻強(qiáng)電場,其中x軸上方的電場方向沿、軸負(fù)方向,x軸下方的電場方向沿y軸正方向。在x>0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面的勻強(qiáng)磁場(圖中未畫出),磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B=。在電場左邊界坐標(biāo)為(一8L,-4L)的A點和坐標(biāo)為(-8L,-L)的C點,將質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,先后以相同的速度v0沿x軸正方向射入電場.從A點射入的粒子,恰好從y軸上坐標(biāo)為(0,4L)的A′點以速度v0沿ⅹ軸正方向射出電場,其運動軌跡如圖所示。不計粒子的重力及它們之間的相互作用。
(1)求勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E的大小;
(2)要使兩粒子在磁場中相遇,求在A、C兩點射入粒子的時間差及兩粒子在磁場中相遇點的坐標(biāo)。
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【題目】如圖所示,兩條平行的水平導(dǎo)軌FN、EQ間距為L,導(dǎo)軌的左側(cè)與兩條豎直固定、半徑為r的光滑圓弧軌道平滑相連,圓弧軌道的最低點與導(dǎo)軌相切,在導(dǎo)軌左邊寬度為d的EFHG矩形區(qū)域內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場,且再磁場的右邊界垂直導(dǎo)軌放有一金屬桿甲,右邊界處無磁場,F(xiàn)將一金屬桿乙從圓弧軌道的最高點PM處由靜止釋放,金屬桿乙滑出磁場時,與金屬桿甲相碰(作用時間極短),并粘連在一起,最終它們停在距磁場右邊界為d的虛線CD處,已知金屬桿甲、乙的質(zhì)量均為m,接入電路的電阻均為R,它們與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)均為μ,且它們在運動過程中始終與導(dǎo)軌間垂直且接觸良好,導(dǎo)軌的電阻不計,重力加速度為g,求:
(1)金屬桿乙通過圓弧軌道最低點時受到的支持力大小N;
(2)金屬桿乙與甲相碰前的速度大;
(3)整個過程中,感應(yīng)電流通過金屬桿甲所產(chǎn)生的熱量Q;
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