【題目】如圖(a)所示為磁懸浮列車模型,質(zhì)量M=1kg的絕緣板底座靜止在動摩擦因數(shù)μ1=0.1的粗糙水平地面上.位于磁場中的正方形金屬框ABCD為動力源,其質(zhì)量m=1kg,邊長為1m,電阻為Ω.與絕緣板間的動摩擦因數(shù)μ2=0.4,OO′為AD、BC的中線.在金屬框內(nèi)有可隨金屬框同步移動的磁場,OO′CD區(qū)域內(nèi)磁場如圖(b)所示,CD恰在磁場邊緣以外;OO′BA區(qū)域內(nèi)磁場如圖(c)所示,AB恰在磁場邊緣以內(nèi)(g=10m/s2).若絕緣板足夠長且認為絕緣板與地面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.
(1)若金屬框固定在絕緣板上,則金屬框從靜止釋放后,其整體加速度為多少?
(2)若金屬框不固定,金屬框的加速度又為多少?此時絕緣板是否靜止,若不靜止,其加速度又是多少?
【答案】(1)若金屬框固定在絕緣板上,則金屬框從靜止釋放后,其整體加速度為3 m/s2.
(2)若金屬框不固定,金屬框的加速度又為4 m/s2此時絕緣板不靜止,其加速度又是2 m/s2
【解析】試題分析:(1)若金屬框固定在絕緣板上,由題意得:
E=SABCD=1××1×1 V="0.5" V,
則電流為:I=="8" A,
那么安培力為:FAB=B2IL="8" N,
取絕緣板和金屬框整體進行受力分析,由牛頓第二定律有:
FAB﹣μ1(M+m)g=(M+m)a,
解得:a="3" m/s2.
(2)若金屬框不固定,對金屬框進行受力分析,假設(shè)其相對絕緣板滑動,有:
Ff1=μ2mg=0.4×1×10 N="4" N,
對金屬框應(yīng)用牛頓第二定律得:FAB﹣Ff1=ma1,a1="4" m/s2;
對絕緣板應(yīng)用牛頓第二定律得:Ff1﹣Ff2=Ma2,Ff2=μ1(M+m)g="2" N,
解得:a2="2" m/s2,
a1>a2,假設(shè)正確.
金屬框、絕緣板的加速度分別為4 m/s2、2 m/s2.
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【題目】我國射擊運動員曾多次在國際大賽中為國爭光,在2008年北京奧運會上又奪得射擊冠軍.我們以打靶游戲來了解射擊運動.某人在塔頂進行打靶游戲,如圖所示,已知塔高H=45m,在與塔底部水平距離為s處有一電子拋靶裝置,圓形靶可被豎直向上拋出,初速度為v1,且大小可以調(diào)節(jié).當該人看見靶被拋出時立即射擊,子彈以v2=100m/s的速度水平飛出.不計人的反應(yīng)時間及子彈在槍膛中的運動時間,且忽略空氣阻力及靶的大小(取g=10m/s2).
(1)當s的取值在什么范圍時,無論v1多大都不能被擊中?
(2)若s=200m,v1=15m/s時,試通過計算說明靶能否被擊中?
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【題目】小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動.當球某次運動到最低點時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地.如圖所示.已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為d,重力加速度為g.忽略手的運動半徑和空氣阻力.
(1)求繩斷時球的速度大小v1和球落地時的速度大小v2.
(2)問繩能承受的最大拉力多大?
(3)改變繩長,使球重復(fù)上述運動,若繩仍在球運動到最低點時斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長應(yīng)是多少?最大水平距離為多少?
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【題目】小華所在的實驗小組利用如圖所示的實驗裝置探究牛頓第二定律,打點計時器使用的交流電頻率f =50Hz,當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g.
(1)在實驗前必須進行平衡摩擦力,其步驟如下:取下細線和砂桶,把木板不帶滑輪的一端適當墊高并反復(fù)調(diào)節(jié),直到輕推小車,小車做_______________運動
(2)圖(乙)是小華同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶,其中A、B、C、D、E每兩點之間還有4個點沒有標出.若s1=2.02cm,s2=4.00cm,s3=6.01cm,則B點的速度為:vB=_________m/s(保留三位有效數(shù)字)。
(3)在平衡好摩擦力的情況下,探究小車加速度a與小車質(zhì)量M的關(guān)系中,某次實驗測得的數(shù)據(jù)如表所示.根據(jù)這些數(shù)據(jù)在坐標圖中描點并作出圖線.從圖線求得合外力大小為______N(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
a/m·s-2 | 1.2 | 1.1 | 0.6 | 0.4 | 0.3 |
/kg-1[ | 4.0 | 3.6 | 2.0 | 1.4 | 1.0 |
(4)如果在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)畫出a-F關(guān)系圖線如圖所示。
①分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是 。
②此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是
A.小車與軌道之間存在摩擦 B.軌道保持了水平狀態(tài)
C.所掛砂及砂桶的總質(zhì)量太大 D.所用小車的質(zhì)量太大
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【題目】下列所研究的物體,可看做質(zhì)點的是 ( )
A. 天文學(xué)家研究地球的自轉(zhuǎn)
B. 用GPS確定遠洋海輪在大海中的位置
C. 教練員對百米運動員的起跑動作進行指導(dǎo)
D. 在倫敦奧運會比賽中,乒乓球冠軍張繼科準備接對手發(fā)出的旋轉(zhuǎn)球
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【題目】如圖所示,兩個木塊的質(zhì)量分別為m1=2kg、m2=1kg,中間用輕彈簧相連接,放在光滑的水平面上,且m1左側(cè)靠一固定豎直擋板,彈簧處于自然伸長狀態(tài).某一瞬間敲擊木塊m2使其獲得3m/s的水平向左速度,木塊m2向左壓縮彈簧然后被彈簧彈回,彈回時帶動木塊m1運動.求:
(1)當彈簧拉伸到最長時,彈簧的最大彈性勢能是多少?
(2)在以后的運動過程中,木塊m1速度的最大值為多少?
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【題目】如圖所示,實線與虛線分布表示振幅(A)、頻率(f)均相同的兩列波的波峰和波谷,此刻,M是波峰與波谷相遇點,下列說法正確的是 。(填正確答案標號。選對1個得2分,選對2個得4分,選對3個得5分;每選錯l個扣3分,最低得分為0分)
A、P、N兩質(zhì)點始終處在平衡位置,
B、該時刻質(zhì)點O正處在平衡位置
C、隨著時間的推移,質(zhì)點M將向O點處移動
D、從該時刻起,經(jīng)過四分之一周期,質(zhì)點M到達平衡位置,此時位移為零
E、OM連線中點時振動加強點,其振幅為2A
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【題目】設(shè)空中的雨滴從靜止開始下落,遇到水平方向吹來的風,下列說法中正確的是( )
A. 風速越大,雨滴下落的時間越長 B. 雨滴下落時間與風速無關(guān)
C. 風速越大,雨滴著地時的速度越小 D. 雨滴著地速度與風速無關(guān)
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【題目】下列運動過程中,機械能守恒的物體是 ( )
A. 在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動的物體
B. 在水中下沉的物體
C. 沿粗糙斜面勻速下滑的物體
D. 做自由落體運動的物體
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