20.質(zhì)量為用的小球用彈性輕繩系于O點(如圖),將其拿到與O同高的A點,彈性繩處于自然伸長狀態(tài),此時長為l0.將小球由A點無初速度釋放,當小球到達O的正下方B點時,繩長為l小球速度為v,方向水平.則下列說法正確的是( 。
A.彈性繩的勁度系$k=\frac{mg}{{l-{l_0}}}$
B.小球在B點時所受合外力大小為$m\frac{v^2}{l}$
C.小球從A至B重力所做的功為$\frac{1}{2}m{v^2}$
D.小球從A到B損失的機械能為$\frac{1}{2}m{v^2}$

分析 小球在B點時所受合外力提供向心力,彈力大于重力.由動能定理分析重力做功.由能量守恒定律分析機械能的損失.

解答 解:A、小球在B點時所受合外力提供向心力,彈性繩的彈力大于重力,即有 k(l-l0)>mg,得 k>$\frac{mg}{l-{l}_{0}}$.故A錯誤.
B、根據(jù)牛頓第二定律得:小球在B點時所受合外力大小為 F=$m\frac{v^2}{l}$.故B正確.
C、小球從A至B,根據(jù)動能定理得:WG+WF=$\frac{1}{2}m{v^2}$,由于彈性繩的彈力做負功,即WF<0,所以重力做的功 WG>$\frac{1}{2}m{v^2}$,故C錯誤.
D、小球從A到B,彈性繩的彈力對小球做負功,小球的機械能有損失,損失的機械能等于克服彈力做的功,為mgl-$\frac{1}{2}m{v}^{2}$.故D錯誤.
故選:B

點評 解決本題的關(guān)鍵要熟練運用功能關(guān)系和機械能守恒定律分析.要注意右圖中B球的機械能不守恒,只有B球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒.在B點,由合外力充當向心力.

練習冊系列答案
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10.如圖所示,從高出地面3m的位置A點,豎直向上拋出一個小球,它上升5m后回落,最后到達地面C點,則小球由A點到C點的位移大小為3m,方向為豎直向下.

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11.甲、乙兩人在某一直道上完成200m的賽跑,他們同時、同地由靜止開始運動,都經(jīng)過4s的勻加速,甲的爆發(fā)力比乙強,加速過程甲跑了20m、乙跑了18m;然后都將做一段時間的勻速運動,乙的耐力比甲強,勻速持續(xù)時間甲為10s、乙為13s,因為體力、毅力的原因,他們都將做勻減速運動的調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)時間都為2s,且速度都降為8m/s,最后沖刺階段以8m/s的速度勻速達到終點.求:
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8.若不計空氣阻力,下運動可以看作斜拋運動的是( 。
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15.如圖所示,水平固定的閉合導(dǎo)軌分別由平行的直軌和同心半圓形導(dǎo)軌構(gòu)成,兩軌間距離均為d,同心圓的內(nèi)圓半徑均為d.兩軌間充滿勻強磁場,磁感應(yīng)強度的大小為B,方向垂直紙面向里,內(nèi)外兩條軌道間用導(dǎo)線和電阻為R的電阻連接,其他電阻可忽略.一根導(dǎo)體棒在兩軌道上滑動,棒在平行直軌道上垂直導(dǎo)軌做勻速直線運動,速度大小為v;棒在圓弧導(dǎo)軌上勻速轉(zhuǎn)動,棒與外圓軌道接觸點的線速度大小為v,運動中棒的延長線始終過圓心O1或O2.求:
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(2)棒在平直導(dǎo)軌上移動距離為L的過程中,電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q.

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5.了解科學家發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律的過程,學會像科學家那樣觀察和思考,不斷提升自己的科學素養(yǎng),往往比掌握知識本身更重要.以下符合物理發(fā)展史實的是(  )
A.伽利略將斜面實驗的結(jié)論合理外推,間接證明了自由落體運動是勻變速直線運動
B.楞次發(fā)現(xiàn)磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律,即電磁感應(yīng)現(xiàn)象
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D.安培總結(jié)出了真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用規(guī)律

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12.如圖所示,一足夠高的圓柱形絕熱氣缸豎直放置,通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體.活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S,與容器底部相距h,氣體的溫度為T1.現(xiàn)在活塞上放置一個質(zhì)量為2m的物塊(圖中未畫出),活塞下降了O.2h達到穩(wěn)定,氣體溫度為T2,再通過氣缸內(nèi)的電熱絲緩慢加熱氣體,當氣體吸收熱量Q時活塞緩慢向上移動1.2h達到穩(wěn)定,此時氣體的溫度為T3已知大氣壓強為P0.重力加速度為g,不計活塞與氣缸間摩擦和理想氣體的重力勢能.求:
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9.某實驗小組設(shè)計了如圖甲的電路,其中RT為熱敏電阻,電壓表量程為3V,內(nèi)阻RV約10kΩ,電流表量程為0.5A,內(nèi)阻RA=4.0Ω,R為電阻箱.

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(2)利用(1)中記錄的數(shù)據(jù),通過分析計算可得外電路的電壓U2,U2的計算式為U2=U1+I(R+RA);(用U1、I、R和RA表示)
(3)實驗小組利用(2)中的公式,計算出各組的U2,將U2和I的數(shù)據(jù)也描繪在I-U坐標系中,如圖乙中直線所示,根據(jù)圖象分析可知,電源的電動勢E=6.0V,內(nèi)電阻r=5.0Ω;
(4)實驗中,當電阻箱的阻值調(diào)到6Ω時,熱敏電阻消耗的電功率P=0.60W.(保留兩位有效數(shù)字)

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5.伽利略研究落體運動的“斜面實驗”被評為兩千年來十大最美物理實驗之一,關(guān)于伽利略對落體運動的研究,下列說法錯誤的是( 。
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B.伽利略讓銅球從同一傾角的斜面上不同位置滾下,用到了控制變量的方法
C.伽利略通過實驗測量發(fā)現(xiàn),當斜面傾角為90°時,速度平方與距離成正比
D.伽利略用實驗加合理外推的思想,得出了自由落體運動是勻加速直線運動

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