【題目】如圖甲所示是我們常見的按壓式圓珠筆,可以做一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn),先將筆倒立向下按壓然后放手,筆將向上彈起一定的高度.為了研究方便,把筆簡化為外殼(M=10g)、內(nèi)芯(m=5g)和輕質(zhì)彈簧三部分.如圖乙,在圓珠筆尾部的按鈕上放一個(gè)100g的砝碼(尾部按鈕質(zhì)量忽略不計(jì)),砝碼靜止時(shí),彈簧壓縮量為2mm.彈跳過程可以分為三個(gè)階段(如圖丙所示):
①把筆豎直倒立于水平硬桌面,下壓外殼使其下端接觸桌面(見位置a),彈簧壓縮3.6mm;
②由靜止釋放,外殼豎直上升與靜止的內(nèi)芯發(fā)生碰撞前瞬間,彈簧恰好恢復(fù)原長(見位置b);
③外殼與內(nèi)芯發(fā)生碰撞,碰撞后內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到最大高度處(見位置c).不計(jì)摩擦與空氣阻力,則:
(1)求輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)并在圖丁中畫出彈簧彈力隨壓縮量x變化的關(guān)系示意圖(不用標(biāo)出具體數(shù)據(jù));
(2)借助彈簧彈力的大小F隨彈簧壓縮量x變化的F-x圖像可以確定彈力做功的規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,求外殼豎直上升與靜止的內(nèi)芯發(fā)生碰撞前瞬間的速度(該過程重力做功遠(yuǎn)小于彈力做功,可忽略);
(3)求碰撞后內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到的最大高度為多少?已知碰撞后的共同速度大小為碰撞前瞬間外殼速度大小的.
【答案】(1) , (2) (3)
【解析】
(1)根據(jù)平衡條件以及胡克定律可求得勁度系數(shù),并畫出對應(yīng)的圖象;(2)對過程進(jìn)行分析,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可求得碰前的瞬時(shí)速度; (3)碰撞后內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升由機(jī)械能守恒定律列式求得最大高度.
(1)砝碼處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),根據(jù)平衡條件有
解得:
彈力和形變量成正比關(guān)系,F(xiàn)-x圖如圖所示
(2)彈簧彈起外殼豎直上升的過程,忽略重力做功,只有彈簧的彈力做功,
由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒有:
解得:
(3)碰撞后內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升,系統(tǒng)只有重力做負(fù)功,
由機(jī)械能守恒定律得:
解得:
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B和M、N為兩組平行金屬板。質(zhì)量為m、電荷量為+q的粒子,自A板中央小孔進(jìn)入A、B間的電場,經(jīng)過電場加速,從B板中央小孔射出,沿M、N極板間的中心線方向進(jìn)入該區(qū)域。已知極板A、B間的電壓為U0,極板M、N的長度為l,極板間的距離為d。不計(jì)粒子重力及其在a板時(shí)的初速度。
(1)求粒子到達(dá)b板時(shí)的速度大小v;
(2)若在M、N間只加上偏轉(zhuǎn)電壓U,粒子能從M、N間的區(qū)域從右側(cè)飛出。求粒子射出該區(qū)域時(shí)沿垂直于板面方向的側(cè)移量y;
(3)若在M、N間只加上垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場,粒子恰好從N板的右側(cè)邊緣飛出,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖(a)所示,圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方懸掛一相同的線圈Q,P和Q共軸,Q中通有變化的電流,電流變化的規(guī)律如圖(b)所示,則下列說法正確的是
A. t1、t5時(shí)刻P線圈對桌面的壓力小于P自身的重力
B. t3、t5時(shí)刻線圈P中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同
C. t3時(shí)刻線圈P有擴(kuò)張的趨勢
D. t4、t6時(shí)刻P線圈的發(fā)熱功率為0
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖甲所示,一匝數(shù)N=10匝、總電阻R=2.5Ω、ad長L1=0.4m、ab寬L2=0.2m的勻質(zhì)矩形金屬線框靜止在粗糙水平面上,線框的bc邊正好過半徑r=0.1m的圓形磁場的直徑,線框的左半部分處于垂直線框平面向上的勻強(qiáng)磁場區(qū)域內(nèi),磁感應(yīng)強(qiáng)度B0=1T,圓形磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直線框平面向下,大小隨時(shí)間變化規(guī)律如圖乙所示,已知線框與水平面間的最大靜摩擦力f=3.0N,π≈3.求:
(1)t=0時(shí)刻穿過線框的磁通量大;
(2)線框何時(shí)開始滑動(dòng).
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在平原上空水平勻速飛行的轟炸機(jī),每隔1s投放一顆炸彈,若不計(jì)空氣阻力,下列說法正確的是
A. 落地前炸彈排列在同一條拋物線 B. 炸彈落地時(shí)速度大小方向都相同
C. 相鄰炸彈落到水平面上時(shí)距離逐漸增大 D. 相鄰炸彈在空中的距離保持不變
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在研究金屬電阻阻值與溫度的關(guān)系時(shí),為了能夠較準(zhǔn)確地測出金屬電阻的阻值,設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路.除了金屬電阻Rx外,還提供的實(shí)驗(yàn)器材有:
學(xué)生電源E,靈敏電流計(jì)G,滑動(dòng)變阻器R、Rs,定值電阻R1、R2,電阻箱R0,開關(guān)S,控溫裝置,導(dǎo)線若干.
①按照電路圖連接好電路后,將R0調(diào)至適當(dāng)數(shù)值,R的滑片調(diào)至最右端,Rs的滑片調(diào)至最下端,閉合開關(guān)S;
②把R的滑片調(diào)至適當(dāng)位置,調(diào)節(jié)R0,并逐步減小Rs的阻值,直到Rs為零時(shí),電流計(jì)G指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),記錄R0的阻值和Rx的溫度;
③多次改變溫度,重復(fù)實(shí)驗(yàn);
④實(shí)驗(yàn)完畢,整理器材.
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答以下問題:
(1)上述②中,電流計(jì)G指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí),a點(diǎn)電勢________(選填“大于”“等于”或“小于”)b點(diǎn)電勢.
(2)某次測量時(shí),R0的旋鈕如圖乙所示,則R0的讀數(shù)為________Ω.
(3)用R0、R1、R2表示Rx,Rx=________.
(4)求出的阻值Rx和對應(yīng)溫度如下表所示:
溫度t/℃ | 35.0 | 40.0 | 45.0 | 50.0 | 55.0 |
阻值Rx/Ω | 58.3 | 59.4 | 60.6 | 61.7 | 62.8 |
請?jiān)趫D丙所示的坐標(biāo)紙上描繪出Rxt圖線_______________.
(5)本實(shí)驗(yàn)中Rs的作用為________________________.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在空軍演習(xí)中,某空降兵從懸停的飛機(jī)上跳下,經(jīng)10s打開降落傘,他從跳離飛機(jī)到落地的過程中,沿豎直方向運(yùn)動(dòng)的圖象如圖所示,下列說法正確的是
A. 內(nèi)空降兵處于超重狀態(tài)
B. 內(nèi)空降兵和傘整體所受空氣阻力越來越大
C. 空降兵和傘整體所受重力小于空氣阻力
D. 內(nèi)空降兵的平均速度等于
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系;
(1)下列說法正確的是______ (單選)
A.每次改變小車質(zhì)量時(shí),應(yīng)重新平衡摩擦力 B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先釋放小車后接通電源
C.本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法 D.只需要一條紙帶即可確定加速度與力的關(guān)系
(2)某學(xué)生在平衡摩擦力時(shí),把長木板的一端墊得過高,使得傾角偏大,他所得到的a,F關(guān)系是下列的______圖.(圖中a是小車的加速度,F是細(xì)線作用于小車的拉力)
(3)消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后,可用盤和重物的重力代替小車所受的拉力,此時(shí)盤和重物的質(zhì)量m與小車總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的關(guān)系為______
(4)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(頻率為50Hz)打出的一條紙帶如圖,他選擇了幾個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)作為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)沒有標(biāo)出,其中s1=7.06cm、s2=7.68cm,s3=8.30cm、s4=8.92cm,那么打b點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小是______m/s;紙帶加速度的大小是______m/s2(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】雨打芭蕉是我國古代文學(xué)中重要的抒情意象。為估算雨天院中芭蕉葉面上單位面積所承受的力,小玲同學(xué)將一圓柱形水杯置于院中,測得10分鐘內(nèi)杯中雨水上升了15mm,查詢得知,當(dāng)時(shí)雨滴落地速度約為10m/s,設(shè)雨滴撞擊芭蕉后無反彈,不計(jì)雨滴重力,雨水的密度為1×103kg/m3,據(jù)此估算芭蕉葉面單位面積上的平均受力約為
A. 0.25NB. 0.5NC. 1.5ND. 2.5N
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