【題目】如圖所示,水平實驗臺表面光滑,其末端AB段表面粗糙且可伸縮,AB總長度為2m,動摩擦因數(shù)。彈簧左端與實驗平臺固定,右端有一可視為質(zhì)點,質(zhì)量為2kg(未與彈簧固定連接)的小球。彈簧壓縮量不同時,則小球彈出去的速度不同。光滑圓弧軌道固定在地面并與一段動摩擦因數(shù)的粗糙水平地面無縫連接。實驗平臺距地面高度h=0.53m,BC兩點水平距離xBC=0.9m,圓弧半徑R=0.4m,∠COD=37°,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2。
(1)軌道末端AB段不縮短,某次壓縮彈簧后將小球彈出,小球落在C點后進入圓弧軌道,求該次彈簧靜止釋放時的彈性勢能;
(2)在上一問中,當小球進入圓弧軌道,沿著圓弧軌道運動后能在DE上繼續(xù)滑行2m,求在接觸圓弧軌道時損失的機械能;
(3)通過調(diào)整彈簧壓縮量,并將AB段縮短,小球彈出后恰好無碰撞從C點進入圓弧軌道,求小球從平臺飛出的初速度大小以及AB段縮短的距離。
【答案】(1)17J;(2)3.6J;(3)4m/s,0.3m
【解析】
(1)根據(jù)題意,C點到地面高度
小球從B點飛出后做平拋運動,根據(jù)平拋運動規(guī)律,有
,
聯(lián)立解得
t=0.3s,vB=3m/s
根據(jù)能量守恒定律可知
(2)小球在DE階段做勻減速直線運動,根據(jù)牛頓第二定律可得
根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律,有
解得
設小球從C沿著光滑圓弧軌道下滑的初速度為vC′,
則根據(jù)機械能守恒定律,有
解得
而根據(jù)小球從B點飛出后做平拋運動,求得小球到達C點的速度
說明小球在接觸圓弧軌道時有機械能損失,損失的機械能
(3)小球彈出后恰好無碰撞從C點進入圓弧軌道,說明小球落到C點時的速度方向正好沿著該點圓弧軌道的切線,設∠COD為,則
由于高度沒變,所以
且α=37°,則
對應的水平位移為
所以AB段縮短的距離
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【題目】如圖所示是氫原子的能級圖,大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時,一共可以輻射出6種不同頻率的光子,其中巴耳末系是指氫原子由高能級向n=2能級躍遷時釋放的光子,則( 。
A.6種光子中有3種屬于巴耳末系
B.6種光子中波長最長的是n=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的
C.使n=4能級的氫原子電離至少要0.85eV的能量
D.若從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應,則從n=3能級躍遷到n=2能級釋放的光子也一定能使該板發(fā)生光電效應
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【題目】小明想推動家里的衣櫥,但使出了很大的力氣也沒推動,于是他便想了個妙招,如圖所示,用A、B兩塊木板,搭成一個底角較小的人字形架,然后往中央一站,衣櫥居然被推動了!下列說法正確的是( )
A. 這是不可能的,因為小明根本沒有用力去推衣櫥
B. 這是不可能的,因為無論如何小明的力氣也沒那么大
C. 這有可能,A板對衣櫥的推力有可能大于小明的重力
D. 這有可能,但A板對衣櫥的推力不可能大于小明的重力
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【題目】如圖甲,兩水平金屬板間距為d,板間電場強度的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時刻,質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線射入兩板間,時間內(nèi)微粒勻速運動,T時刻微粒恰好經(jīng)金屬邊緣飛出。微粒運動過程中未與金屬板接觸。重力加速度的大小為g。關于微粒在時間內(nèi)運動的描述,正確的是
A. 末速度大小為 B. 末速度沿水平方向
C. 重力勢能減少了 D. 克服電場力做功為
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【題目】某同學做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細繩的結點,OB和OC為細繩,圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結果畫出的圖:
(1)如果沒有操作失誤,圖乙中的與兩力中,方向一定沿AO方向的是_________;
(2)本實驗采用的科學方法是_________;
A.理想實驗法 B.等效替代法
C.控制變量法 D.建立物理模型法
(3)實驗時,主要的步驟是:
A. 在桌上放一塊方木板,在方木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在方木板上;
B.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的點,在橡皮條的另一端拴上兩條細繩,細繩的另一端系著繩套;
C.用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長,結點到達某一位置,記錄下點的位置,讀出兩個彈簧測力計的示數(shù);
D.按選好的標度,用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力和的圖示,并用平行四邊形定則求出合力F;
E. 只用一只彈簧測力計,通過細繩套拉橡皮條使其伸長,讀出彈簧測力計的示數(shù),記下細繩的方向,按同一標度作出這個力的圖示;
F. 比較和的大小和方向,看它們是否相同,得出結論。
上述步驟中,①有重要遺漏的步驟的序號是_________和___________;
②遺漏的內(nèi)容分別是_________和___________。
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【題目】如圖所示,兩個垂直紙面的勻強磁場方向相反,磁感應強度的大小均為B,磁場區(qū)域?qū)挾染鶠?/span>a,一正三角形(中垂線長為a)導線框ABC從圖示位置方向勻速穿過兩磁場區(qū)域,以逆時針方向為電流的正方向,在下圖中感應電流i與線框移動距離x的關系圖象正確的是( )
A. B.
C. D.
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【題目】一質(zhì)量為m的滑塊在粗糙水平面上滑行,通過頻閃照片分析得知,滑塊在最初2 s內(nèi)的位移是最后2 s 內(nèi)位移的2倍,且已知滑塊最初開始1 s內(nèi)的位移為2.5 m,由此可求得( )
A. 滑塊的加速度大小為5 m/s2
B. 滑塊的初速度為5 m/s
C. 滑塊運動的總時間為3 s
D. 滑塊運動的總位移為4.5 m
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【題目】如圖甲所示,在傾角為30°的足夠長的光滑斜面AB的A處連接一粗糙水平面OA,OA長為4 m。有一質(zhì)量為m的滑塊,從O處由靜止開始受一水平向右的力F作用。F只在水平面上按圖乙所示的規(guī)律變化;瑝K與OA間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,g取10 m/s2,試求:
(1)滑塊運動到A處的速度大。
(2)不計滑塊在A處的速率變化,滑塊沖上斜面AB的長度是多少?
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【題目】如圖所示,質(zhì)量的木塊A套在水平桿上,并用輕繩將木塊與質(zhì)量的小球B相連.今用跟水平方向成角的力,拉著球帶動木塊一起向右勻速運動,運動中M、m相對位置保持不變,取.求:
(1)運動過程中輕繩與水平方向夾角;
(2)木塊與水平桿間的動摩擦因數(shù)為.
(3)當為多大時,使球和木塊一起向右勻速運動的拉力最小?
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