【題目】如圖所示,一勁度系數(shù)為k的輕彈簧的上端固定,下端與小球相連接,小球的質(zhì)量為m,小球靜止于O點(diǎn),F(xiàn)將小球拉到O點(diǎn)下方距離為A的位置,由靜止釋放,此后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終未超過(guò)彈簧的彈性限度。規(guī)定平衡位置處為重力勢(shì)能和彈簧彈性勢(shì)能的零點(diǎn)。以平衡位置O為坐標(biāo)原點(diǎn)建立如圖所示的豎直向下的一維坐標(biāo)系Ox.忽略空氣阻力的影響。
(1)從運(yùn)動(dòng)與相互作用觀點(diǎn)出發(fā),解決以下問(wèn)題:
a.求小球處于平衡狀態(tài)時(shí)彈簧相對(duì)原長(zhǎng)的伸長(zhǎng)量s;
b.證明小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng);
(2)從教科書中我們明白了由v﹣t圖象求直線運(yùn)動(dòng)位移的思想和方法;從機(jī)械能的學(xué)習(xí),我們理解了重力做功的特點(diǎn)并進(jìn)而引入重力勢(shì)能,由此可以得到重力做功與重力勢(shì)能變化量之間的關(guān)系。圖象法和比較法是研究物理問(wèn)題的重要方法,請(qǐng)你借鑒此方法,從功與能量的觀點(diǎn)出發(fā),解決以下問(wèn)題:
a.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小球相對(duì)平衡位置的位移為x時(shí),證明系統(tǒng)具有的重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和Ep的表達(dá)式為;
b.求小球在振動(dòng)過(guò)程中,運(yùn)動(dòng)到平衡位置O點(diǎn)下方距離為時(shí)的動(dòng)能Ek.并根據(jù)小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度v與相對(duì)平衡位置的位移x的關(guān)系式,畫出小球運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中速度隨振動(dòng)位移變化的v﹣x圖象。
【答案】(1)a.;b.見解析。(2)a.見解析。b.;
【解析】
(1)a.對(duì)小球,由平衡條件mg=ks。
b.設(shè)小球偏離平衡位置x時(shí)的回復(fù)力為F回=mg﹣k(s+x)=﹣kx,故小球做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。
(2)a.重力勢(shì)能EpG=﹣mgx
以平衡位置處彈性勢(shì)能為0,從平衡位置(彈簧伸長(zhǎng)量為s)到坐標(biāo)為x處(彈簧伸長(zhǎng)量為s+x),根據(jù)彈簧彈力特點(diǎn)做出F﹣x圖線如圖,彈簧彈力做功為
設(shè)x坐標(biāo)處的彈性勢(shì)能為,由彈力做功與彈性勢(shì)能變化量的關(guān)系可知,即
得
重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的總和 。
b.小球在運(yùn)動(dòng)到平衡位置O點(diǎn)下方距離為時(shí)的勢(shì)能
小球在振幅處的動(dòng)能為零,依據(jù)能量守恒定律有
可得,
由能量守恒定律,即,也即,
整理得:
故v﹣x圖是橢圓。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】小明用金屬銣為陰極的光電管,觀測(cè)光電效應(yīng)現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖甲所示.已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s.
(1)圖甲中電極A為光電管的________(選填“陰極”或“陽(yáng)極”);
(2)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率ν之間的關(guān)系如圖乙所示,則銣的截止頻率νc=____Hz,逸出功W0=________J;
(3)如果實(shí)驗(yàn)中入射光的頻率ν=7.00×1014Hz,則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek=________J.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,螺線管內(nèi)有平行于軸線的外加磁場(chǎng),以圖中箭頭所示方向?yàn)槠湔较颉B菥管與導(dǎo)線框abcd相連,導(dǎo)線框內(nèi)有一閉合小金屬圓環(huán),圓環(huán)與導(dǎo)線框在同一平面內(nèi)。當(dāng)螺線管內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間按圖所示規(guī)律變化時(shí)
A. 在0~t1時(shí)間內(nèi),環(huán)有收縮趨勢(shì)
B. 在t1~t2時(shí)間內(nèi),環(huán)有擴(kuò)張趨勢(shì)
C. 在t1~t2時(shí)間內(nèi),環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流
D. 在t2~t3時(shí)間內(nèi),環(huán)內(nèi)有逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,兩根平行長(zhǎng)直導(dǎo)線相距2l,通有大小相等、方向相同的恒定電流:a、b、c是導(dǎo)線所在平面內(nèi)的三點(diǎn),左側(cè)導(dǎo)線與它們的距離分別為、l和3l。關(guān)于這三點(diǎn)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列判斷正確的是
A.a處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小比c處的大
B.b、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等
C.a、c兩處的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向相同
D.b處的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T,邊長(zhǎng)L=10cm的正方形線圈abcd共100匝,線圈電阻r=1Ω,在外力的作用下,繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸OO`勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度ω=2π rad/s,電阻R=4Ω。求:
(1)寫出流過(guò)電阻R的電流的瞬時(shí)值表達(dá)式;
(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉(zhuǎn)過(guò)7.25秒時(shí),線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的值;
(3)由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)300角的過(guò)程中,通過(guò)電阻R的電量;
(4)電壓表的示數(shù);
(5)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周過(guò)程中,外力做的功。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖為氫原子的能級(jí)圖,F(xiàn)有兩束光,a光由圖中躍遷①發(fā)出的光子組成,b光由圖中躍遷②發(fā)出的光子組成,已知a光照射x金屬時(shí)剛好能發(fā)生光電效應(yīng),則下列說(shuō)法正確的是
A. x金屬的逸出功為2.86 eV
B. a光的頻率大于b光的頻率
C. 氫原子發(fā)生躍遷①后,原子的能量將減小3.4 eV
D. 用b光照射x金屬,打出的光電子的最大初動(dòng)能為10.2 eV
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一不計(jì)電阻的矩形導(dǎo)線框,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的正弦交流電如圖甲所示。把該交流電接在圖乙中理想變壓器的a、b兩端,Rt為熱敏電阻(溫度升高時(shí),其電阻減。R為定值電阻,電壓表和電流表均為理想電表。下列說(shuō)法正確的是
A. 在t=l.5×10-2 s時(shí)刻,線框平面與磁場(chǎng)方向垂直
B. 該交流電電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為
C. Rt處溫度升高時(shí),Vl表示數(shù)與V2表示數(shù)的比值增大
D. Rt處溫度升高時(shí),V2表示數(shù)與A表示數(shù)的比值不變
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某滑板愛好者在離地面h = 1.8m高的平臺(tái)上滑行,以某一水平初速度離開A點(diǎn)后落在水平地面上的B點(diǎn),其水平位移S1 = 3m。著地時(shí)由于存在能量損失,著地后速度變?yōu)?/span> v = 4m/s,并以此為初速度沿水平面滑行S2 = 8m后停止。已知人與滑板的總質(zhì)量m = 70kg,空氣阻力忽略不計(jì),取g = 10m/s2。求:
(1)人與滑板在水平地面上滑行時(shí)受到的平均阻力的大;
(2)人與滑板離開平臺(tái)時(shí)的水平初速度的大;
(3)人與滑板在與水平地面碰撞的過(guò)程中損失的機(jī)械能。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分,圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為5cm,如果 g 取 10m/s2,那么:
(1)小球運(yùn)動(dòng)中水平分速度的大小是 m/s;
(2)小球經(jīng)過(guò) B 點(diǎn)時(shí)速度大小是 m/s.
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