【題目】如圖所示,一輕繩吊著粗細均勻的棒,棒下端離地面高H,上端套著一個細環(huán),棒和環(huán)的質(zhì)量均為m,相互間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力kmg(k>1).斷開輕繩,棒和環(huán)自由下落.假設棒足夠長,與地面發(fā)生碰撞時,觸地時間極短,無動能損失,棒在整個運動過程中始終保持豎直,空氣阻力不計.求:
(1)棒第一次與地面碰撞彈起上升過程中,環(huán)的加速度。
(2)從斷開輕繩到棒與地面第二次碰撞的瞬間,棒運動的路程s.
(3)從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止,摩擦力對環(huán)及棒做的總功W.
【答案】1)(k-1)g,方向豎直向上(2)(3)
【解析】試題分析:在棒上升的過程中,環(huán)要受到重力的作用,同時由于環(huán)向下運動而棒向上運動,環(huán)還要受到棒的向上的摩擦力的作用,根據(jù)牛頓第二定律列式可以求得加速度的大小.棒運動的總路程為原來下降的高度H,加上第一次上升高度的兩倍,對棒受力分析可以求得棒的加速度的大小,在由運動學公式可以求得上升的高度.整個過程中能量的損失都是由于摩擦力對物體做的功,所以根據(jù)能量的守恒可以較簡單的求得摩擦力對環(huán)及棒做的總功.
(1)設棒第一次上升過程中,環(huán)的加速度為
環(huán)受合力 ①
由牛頓第二定律 ②
由①②得,方向豎直向上
(2)設以地面為零勢能面,向上為正方向,棒第一次落地的速度大小為v1.
由機械能守恒得:
解得
設棒彈起后的加速度
由牛頓第二定律
棒第一次彈起的最大高度
解得
棒運動的路程
(3)設環(huán)相對棒滑動距離為l
根據(jù)能量守恒
摩擦力對棒及環(huán)做的總功
解得
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【題目】如圖所示,一個靜止的質(zhì)量為m、帶電荷量為q的帶電粒子(不計重力),經(jīng)電壓U加速后垂直進入磁感應強度為B的勻強磁場中,粒子最后落到P點,設OP=x,下列圖線能夠正確反應x與U之間的函數(shù)關系的是( 。
A.
B.
C.
D.
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【題目】某同學利用電火花計時器研究自由落體運動,他把重錘固定在紙帶下端,讓紙帶穿過電火花計時器,然后把紙帶的上端用鐵夾子固定在鐵架臺上.先調(diào)整電火花計時器的放電頻率為50Hz,再接通電源使它工作起來,然后釋放紙帶,重錘帶動紙帶自由下落,紙帶上被電火花打出一系列點跡,如圖所示.其中0,1,2,3,4是連續(xù)打出的幾個點,每兩點間的時間間隔為0.02s,相鄰兩點間的距離x1=6.04cm,x2=6.42cm,x3=6.80cm,x4=7.18cm.
(1)電磁打點計時器是一種能夠按照相同的時間間隔,在紙帶上連續(xù)打點的儀器,它使用_______(填“交流”或“直流”)電源,當電源的頻率為50Hz時,它每隔__________s打一個點。電火花打點計時器使用電壓為________V。
(2)根據(jù)這條紙帶的數(shù)據(jù)可求出當?shù)刂亓铀俣?/span>g的數(shù)值是______m/s2.(保留兩位小數(shù))
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【題目】在一次課外活動中,某同學用圖甲所示裝置測量放在水平光滑桌面上鐵塊A與金屬板B間的動摩擦因數(shù),已知鐵塊A的質(zhì)量mA=1.0kg,金屬板B的質(zhì)量mB=2kg.用水平力F向左拉金屬板B,使其一直向左運動,穩(wěn)定后彈簧秤示數(shù)的放大情況如圖甲所示,則A、B間的摩擦力Ff=_______N。A、B間的動摩擦因數(shù)μ=______(g取10m/s2).該同學還將紙帶連接在金屬板B的后面,通過打點計時器連續(xù)打下一系列的點,測量結果如圖乙所示,圖中各計數(shù)點間的時間間隔為0.1s,可求得拉金屬板的水平力F=_______N.
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【題目】某興趣小組在做“探究動能定理”的實驗前,提出了以下幾種猜想:①Wv,②Wv2,③W 。他們的實驗裝置如下圖所示,PQ為一塊傾斜放置的木板,在Q處固定一個速度傳感器,物塊從斜面上某處由靜止釋放,物塊到達Q點的速度大小由速度傳感器測得。
(1)為探究動能定理,本實驗還需測量的物理量是_________(單選):
A.物塊的質(zhì)量
B.物塊釋放時的位置到測速度的距離L
C.P點桌面高度
D.物塊從釋放到Q點經(jīng)歷的時間
(2)根據(jù)實驗所測數(shù)據(jù),為了直觀地通過圖象得到實驗結論,應繪制_________圖象。
A. B. C. D.
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【題目】如圖所示,細繩一端固定,另一端系一小球.給小球一個合適的初速度,小球便可在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,這樣就構成了一個“圓錐擺”.設細繩與豎直方向的夾角為,如果變大,則( )
A. 細線對小球的拉力變大 B. 小球的向心加速度變大
C. 小球運動的速度增大 D. 小球運動的周期增大
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【題目】如圖所示的玻璃瓶在下述情況中受到靜摩擦力的是
A. 瓶子靜止在傾斜的桌面上
B. 瓶子靜止在粗糙的水平桌面上
C. 瓶子瓶口朝上并被緊握在手中
D. 瓶底著一張紙條,扶住瓶子把紙條抽出
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【題目】根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論,質(zhì)量要隨著物體運動速度的增大而增大,即.請討論:
(1)如果你使一個物體加速、加速、再加速,它的速度會增加到等于光速甚至大于光速嗎?為什么?
(2)光有靜止質(zhì)量嗎?如果有,情況將會怎樣?
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【題目】質(zhì)點由靜止開始做直線運動,加速度與時間關系如圖所示,t2=2t1 , 則( )
A.質(zhì)點一直沿正向運動
B.質(zhì)點在某個位置附近來回運動
C.在0~t2時間段內(nèi),質(zhì)點在t1時刻的速度最大
D.在0~t2時間段內(nèi),質(zhì)點在t2時刻的速度最大
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