在用重锤下落来验证机械能守恒时,某同学按照正确的操作选得纸带如下图所示.其中O是起始点,A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点,打点频率为50Hz,该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离,并记录在图中(单位:cm)。
(1)这五个数据中不符合有效数字读数要求的是 点读数。(填A、B、C、D或E)
(2)实验时,在释放重锤 (选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点。
(3)该实验中,为了求两点之间重锤的重力势能变化,需要知道重力加速度g 的值,这个g值应该是:
A.取当地的实际g值; B.根据打出的纸带,用Δs=gT2求出;
C.近似取10m/s2即可; D.以上说法都不对。
(4)如O点到某计时点的距离用h表示,重力加速度为g,该点对应重锤的瞬时速度为v,则实验中要验证的等式为 。
(5)若重锤质量m=2.00×kg,重力加速度g=9.80m/,由图中给出的数据,可得出从O到打下D点,重锤重力势能的减少量为 J,而动能的增加量为 J(均保留3位有效数字)。
(6)根据以上数据分析,得出本实验结论为 。
如图所示,在水平面内固定一个半径为R的半圆形光滑细玻璃管,处于垂直纸面方向的匀强磁场中,磁感应强度大小为B。以管的一端O为坐标原点,以其直径为x轴建立平面直角坐标系。一个质量为m,带电量为+q的小球(小球可视为质点)从O端以一定的初速度入射,在玻璃管内运动时恰好不受玻璃管侧壁的作用力。
(1)判断所加磁场的方向,并求出小球入射的初速度大小;
(2)若撤掉磁场,在水平方向施加一个沿y轴负向的匀强电场,已知小球在玻璃管内运动过程中,动能最小值为入射动能的一半,请写出小球在管内运动的动能EK随x变化的函数;
(3)在(2)问题的基础上,求小球受到玻璃管侧壁作用力的最小值。
如图所示,在xOy平面的第一象限内,分布有沿x轴负方向的场强E=×104N/C的匀强电场,第四象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B1="0.2" T的匀强磁场,第二、三象限内分布有垂直纸面向里的磁感应强度B2的匀强磁场。在x轴上有一个垂直于y轴的平板OM,平板上开有一个小孔P,P处连接有一段长度d=lcm内径不计的准直管,管内由于静电屏蔽没有电场。y轴负方向上距O点cm的粒子源S可以向第四象限平面内各个方向发射a粒子,假设发射的a粒子速度大小v均为2×105m/s,此时有粒子通过准直管进入电场, 打到平板和准直管管壁上的a粒子均被吸收。已知a粒子带正电,比荷为5×l07C/kg,重力不计,求:
(1)a粒子在第四象限的磁场中运动时的轨道半径和粒子从S到达P孔的时间;
(2)除了通过准直管的a粒子外,为使其余a粒子都不能进入电场,平板OM的长度至少是多长?
(3)经过准直管进入电场中运动的a粒子,第一次到达y轴的位置与O点的距离;
(4)要使离开电场的a粒子能回到粒子源S处,磁感应强度B2应为多大?
如图所示,质量为10kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5N时,物体A和小车均处于静止状态.若小车以1m/s2的加速度向右加速运动后,则(g=10m/s2)
A.物体A相对小车向左运动 |
B.物体A受到的摩擦力减小 |
C.物体A受到的摩擦力大小不变 |
D.物体A受到的弹簧拉力增大 |
在粗糙水平地面上与墙平行放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态.现对B加一竖直向下的力F,F的作用线通过球心,设墙对B的作用力为F1,B对A的作用力为F2,地面对A的作用力为F3.若F缓慢增大而整个装置仍保持静止,截面如图所示,在此过程中( )
A.F1保持不变,F3缓慢增大 |
B.F1缓慢增大,F3保持不变 |
C.F2缓慢增大,F3缓慢增大 |
D.F2缓慢增大,F3保持不变 |
如图所示,图中MN是由负点电荷产生的电场中的一条电场线。一带正电粒子q飞入电场后,只在电场力作用下沿图中虚线运动,a、b是该曲线上的两点,则下列说法正确是
A.该电场的场源电荷在M端 |
B.a点的电场强度大于b点的电场强度 |
C.a点的电势低于b点的电势 |
D.粒子在a点的动能小于在b点的动能 |
在平面直角坐标系xOy中,第Ⅰ象限存在沿y轴负方向的匀强电场,第Ⅳ象限存在垂直于坐标平面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子从y轴正半轴上的M点以速度v0垂直于y轴射入电场,经x轴上的N点与x轴正方向成θ=60°角射入磁场,最后从y轴负半轴上的P点垂直于y轴射出磁场,如图所示。不计粒子的重力,求:
(1)M、N两点间的电势差UMN;
(2)粒子从M点运动到P点的总时间t。
如图所示,光滑导轨与水平面成θ角,导轨宽L。匀强磁场磁感应强度为B。金属杆长也为L,质量为m,水平放在导轨上。当回路总电流为I1时,金属杆正好能静止。求:
(1)当B的方向垂直于导轨平面向上时B的大小;
(2)若保持B的大小不变而将B的方向改为竖直向上,应把回路总电流I2调到多大才能使金属杆保持静止?
倾角为θ的斜面上有质量为m 的木块,它们之间的动摩擦因数为μ.现用水平力F推动木块,如图所示,使木块恰好沿斜面向上做匀速运动.若斜面始终保持静止,求水平推力F的大小.
在建筑装修中,工人用质量为5.0kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨,已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数μ均相同.(g取10m/s2)
(1)当A受到水平方向的推力F1=25N打磨地面时,A恰好在水平地面上做匀速直线运动,求A与地面间的动摩擦因数μ.
(2)若用A对倾角θ=37°的斜壁进行打磨(如图所示),当对A施加竖直向上的推力F2=60N时,则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2m(斜壁长>2m)所需时间为多少?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下从半球形容器最低点缓慢移近最高点.设滑块所受支持力为FN,则下列判断正确的是( )
A.F缓慢增大 | B.F缓慢减小 |
C.FN大小保持不变 | D.FN缓慢减小 |
如图所示,光滑杆AB长为L,B端固定一根劲度系数为、原长为的轻弹簧,质量为的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接。为过B点的竖直轴,杆与水平面间的夹角始终为,则:
(1)杆保持静止状态,让小球从弹簧的原长位置静止释放,求小球释放瞬间的加速度大小及小球速度最大时弹簧的压缩量;
(2)当球随杆一起绕轴匀速转动时,弹簧伸长量为,求匀速转动的角速度。
如图所示,有一固定在水平桌面上的轨道ABC,AB段粗糙,与水平面间的夹角为;BC段光滑,C点紧贴桌子边缘,桌高。一小物块放在A处(可视为质点),小物块与AB间的动摩擦因数为。现在给小物块一个沿斜面向下的初速度,小物块经过B处时无机械能损失,物块最后落在与C点水平距离的D处(不计空气阻力,取,,),求:
(1)小物块在AB段向下运动的加速度大小;
(2)小物块到达B处时的速度大小。
(3)求AB的长L。
粗糙的地面上放着一个质量的斜面,斜边部分光滑,底面与地面的动摩擦因数,倾角,在固定在斜面的挡板上用轻质弹簧连接一质量的小球,弹簧劲度系数,现给斜面施加一水平向右为F的恒力作用,使整体向右以匀加速运动,已知,,。
(1)求F的大小;
(2)求出弹簧的型变量及斜面对小球的支持力大小。
如图所示,在矩形区域abcd内有匀强电场和匀强磁场。已知电场方向平行于ad边且由a向d,磁场方面垂直于abcd平面,ab边长为,ad边长为2L。一带电粒子从ad边的中点O平行于ab方向以大小为v0的速度射入场区,恰好做匀速直线运动;若撤去电场,其它条件不变,则粒子从c点射出场区(粒子重力不计)。
(1)求撤去电场后,该粒子在磁场中的运动时间;
(2)若撤去磁场,其它条件不变,求粒子射出电场时的速度大小;
(3)若在(2)问中,粒子射出矩形区域abcd后立即进入另一矩形磁场区域,该矩形磁场区域的磁感应强度大小和方向与(2)问中撤去的磁场完全相同,粒子经过该矩形区域后速度平行bc,试求该矩形区域的最小面积。