【題目】如圖所示,質(zhì)量為2kg、左端有擋板的長(zhǎng)木板置于水平地面上,上表面光滑,下表面與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2。一輛固定有電動(dòng)機(jī)的小車,質(zhì)量共2kg,放置在木板上,電動(dòng)機(jī)可收攏與擋板拴接的水平輕繩,初始時(shí)離擋板的距離為4m。開(kāi)啟電動(dòng)機(jī)收攏輕繩使小車勻加速運(yùn)動(dòng)到擋板處。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,空氣阻力不計(jì),取g =10m/s2。
(1)若運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2s,且木板不動(dòng),求輕繩的拉力大;
(2)若要運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短,且木板不動(dòng),求加速過(guò)程中輕繩拉力的最大功率;
(3)若小車與擋板碰撞后結(jié)合成一個(gè)牢固整體(碰撞時(shí)間極短,同時(shí)電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)),求最終停止時(shí),木板與初位置距離的最大值及對(duì)應(yīng)的輕繩拉力。
【答案】(1)4N;(2)45W;(3)xm=2m;F=8N
【解析】
(1)對(duì)小車的勻加速過(guò)程,有:
F=ma ①
②
代入數(shù)據(jù),聯(lián)立①②式解得小車所受牽引力
F=4N
(2)要木板不移動(dòng),繩對(duì)木板的拉力F應(yīng)滿足
③
要小車運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短,繩對(duì)木板的拉力F應(yīng)為最大
故對(duì)小車,有
④
小車與擋板相碰前瞬間,拉力對(duì)小車做功的功率達(dá)最大
⑤
代入數(shù)據(jù),聯(lián)立④⑤式解得最大功率
(44.8、45.1)
(3)須分為“木板不動(dòng)”和“木板移動(dòng)”兩種情況,分別討論如下:
①若小車加速時(shí)木板不動(dòng),對(duì)小車加速、與板相碰、共同減速到停的過(guò)程,分別有
,mv=2mv共,
聯(lián)立解得木板移動(dòng)距離
⑥
即時(shí),木板移動(dòng)距離最大為xm=2m ⑦
②若小車加速過(guò)程木板移動(dòng),即,從起動(dòng)到碰,對(duì)小車和木板,分別有:
⑧
,,
代入數(shù)據(jù),聯(lián)立解得木板向右移動(dòng)距離
⑨
及碰前瞬間車與木板的速度大小
, ⑩
對(duì)碰撞過(guò)程,有
mv1-mv2=2mv共
代入⑩式,解得碰后瞬間共同速度方向向左,大小
從共速到停下,對(duì)整體,有
代入數(shù)據(jù),解得木板向右移動(dòng)距離
木板總位移
x板=x板2-x板1
代入,整理得
代入,得
-2m<x板<2m
綜合兩種情形得木板移動(dòng)的最大距離xm=2m,對(duì)應(yīng)F=8N。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】由于私家車的數(shù)量劇增,堵車已成為現(xiàn)代國(guó)家尤其是發(fā)展中國(guó)家的通病,嚴(yán)重影響了人們的工作效率和社會(huì)發(fā)展.如圖甲所示,在某平直公路的十字路口,紅燈攔停了許多列車隊(duì),攔停的汽車排成筆直的一列.為了使研究的問(wèn)題簡(jiǎn)化,假設(shè)某一列的第一輛汽車的前端剛好與路口停止線平齊,汽車長(zhǎng)均為l=4.4 m,前面汽車的尾部與相鄰的后一輛汽車的前端距離均為d1=2.0 m,如圖乙所示.為了安全,前面汽車的尾部與相鄰的后一輛汽車的前端距離至少為d2=6.0 m時(shí),相鄰的后一輛汽車才能開(kāi)動(dòng),若汽車都以a=2 m/s2的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng).綠燈亮起的瞬間,第一輛汽車立即開(kāi)動(dòng),忽略人的反應(yīng)時(shí)間.求:
(1)第11輛汽車前端剛到達(dá)停止線時(shí)的速度大小v;
(2)從綠燈剛亮起到第11輛汽車前端與停止線平齊所需最短時(shí)間t.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的小滑塊P套在豎直固定的光滑長(zhǎng)桿上,質(zhì)量為m的小物塊Q與P用跨過(guò)定滑輪的足夠長(zhǎng)無(wú)彈性輕繩連接。將P從位置a由靜止釋放,經(jīng)過(guò)位置b時(shí),左邊輕繩剛好水平,圖中ab=bc(忽略所有摩擦)。則( )
A.剛釋放P的瞬間,輕繩對(duì)滑塊P有拉力且小于mg
B.在滑塊P從a到b的過(guò)程,物塊Q處于失重狀態(tài)
C.滑塊P下滑到位置c時(shí)速度不為零
D.經(jīng)過(guò)位置b時(shí),滑塊P的動(dòng)能最大
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,AB是某電場(chǎng)中的一條電場(chǎng)線,若有一電子以某一初速度且僅在電場(chǎng)力的作用下,沿AB由點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B,所經(jīng)位置的電勢(shì)隨距A點(diǎn)的距離變化的規(guī)律如圖所示.以下說(shuō)法正確的是( )
A. 電子在A、B兩點(diǎn)的速度vA<vB
B. A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)φA<φB
C. 電子在A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能EpA>EpB
D. A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EA>EB
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)譜儀是一種研究同位素的工具,如圖為倍恩勃立奇等設(shè)計(jì)的質(zhì)譜儀結(jié)構(gòu)示意圖。從離子源產(chǎn)生的同位素離子,經(jīng)過(guò)S2、Sl之間的電壓U加速,穿過(guò)平行板P1、P2區(qū)間,從狹縫S0垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),偏轉(zhuǎn)半周后打在照相底片上,不計(jì)離子重力。
(1)若忽略某離子進(jìn)入狹縫S2時(shí)的速度,在底片上的落點(diǎn)到狹縫S0的距離為上,求該離子的比荷;
(2)實(shí)際上,離子進(jìn)入S2時(shí)有不同的速度,為降低其影響,在P1、P2間加均垂直于連線S1S0、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)和磁感應(yīng)強(qiáng)度為B'的勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)方向由P1指向P2,試指出磁場(chǎng)B'的方向。若帶電量為g的兩個(gè)同位素離子在底片上的落點(diǎn)相距△L,求它們的質(zhì)量差△m。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的電路中,閉合開(kāi)關(guān)S,當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向下滑動(dòng)時(shí),四個(gè)理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化,電表的示數(shù)分別用I、、和表示,電表示數(shù)變化量的大小分別用ΔI、Δ、Δ和Δ,下列說(shuō)法正確的是
A.I減小,減小、增大,增大
B.電源功率不變,上功率增加
C.變大,不變
D.變大,不變
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 。
A.天然放射現(xiàn)象中的β射線是從自原子核內(nèi)發(fā)出來(lái)的
B.核力是核子間的庫(kù)侖引力
C.5G信號(hào)比4G信號(hào)所用的無(wú)線電波在真空中傳播得更快
D.自然發(fā)生的熱傳遞過(guò)程是向著分子熱運(yùn)動(dòng)有序性增大的方向進(jìn)行的
E.不僅光子具有波粒二象性,一切運(yùn)動(dòng)的微粒都具有波粒二象性
F.當(dāng)物體的速度接近光速時(shí),其運(yùn)動(dòng)規(guī)律不適合用經(jīng)典力學(xué)來(lái)描述
G.調(diào)諧是電磁波發(fā)射應(yīng)該經(jīng)歷的過(guò)程,調(diào)制是電磁波接收應(yīng)該經(jīng)歷的過(guò)程
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出多種不同頻率的光,用這些光照射如圖甲所示的光電管的陰極K。已知?dú)湓拥牟糠帜芗?jí)圖如圖乙所示,陰極K為金屬鎢,其逸出功為4.54eV。下列說(shuō)法中正確的是( )
A.這些氫原子最多發(fā)出6種不同頻率的光
B.能使金屬鎢發(fā)生光電效應(yīng)的光有4種
C.逸出光電子的最大初動(dòng)能一定為9.06eV
D.若將滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到最左端,電路中的光電流一定變?yōu)?/span>0
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,、、為三個(gè)相同的燈泡且電阻恒定,在變阻器 R的滑片 P 向上移動(dòng)過(guò)程中,下列正確的是( )
A. 電源總功率變小
B. 中電流變化量小于中電流變化量
C. 變暗, 變亮, 變暗
D. 變亮, 變暗, 變亮
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