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①滑块沿斜面运动的加速度与重力加速度的比值为________.
②滑块与斜面间的动摩擦因数为________.
③以下能引起实验误差的是________.
a.滑块的质量
b.当地重力加速度的大小
c.长度测量时的读数误差
d.小球落地和滑块撞击挡板不同时
(2)某同学利用图甲所示电路,探究了电源在不同负载下的输出功率.
图甲
①所得实验数据如下表,请在直角坐标系上画出UI图象. U/V
1.96 1.86 1.80 1.84 1.64 1.56 第 21 页 共 108 页
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I/A
0.05 0.15 0.25 0.35 0.45 0.55 ②根据所画UI图象,可求得电流I=0.20 A时电源的输出功率为________ W.(保留两位有效数字)
③实验完成后,该同学对实验方案进行了反思,认为按图甲电路进行实验操作的过程中存在安全隐患,并对电路重新设计.在图乙所示的电路中,你认为既能测出电源在不同负载下的输出功率,又能消除安全隐患的是________.(Rx阻值未知)
图乙
答案
(1)①
②(h-) ③cd
(2)①如图所示
②0.37(或0.36) ③bc
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解析:(1)①由x=at2得滑块沿斜面的加速度a=
,由H=gt2得重力加速
度g=,则a/g=x/H.②根据a=gsinα-μgcosα,其中sinα=h/x,cosα=
,则=-μ,得μ==(h-) .③根
据μ=(h-) 及得到过程可知,引起实验误差的是长度(x、h、H)测
量时的读数误差和小球落地及滑块撞击挡板不同时,c、d两项正确.
(2)②根据图象可知,当I=0.20 A时,U=1.84 V,则输出功率P=UI=0.37 W.③图甲电路中存在的安全隐患是当滑动触头滑到最右端时,电源被短路.图乙b电路中滑动触头滑到最左端时,由于Rx的存在,避免了上述安全隐患,c电路中滑动触头滑到最右端时,由于Rx存在,避免电源短路. 第28题
如图所示,在高出水平地面h=1.8 m的光滑平台上放置一质量M=2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度l1=0.2 m且表面光滑,左段表面粗糙.在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m=1 kg,B与A左段间动摩擦因数μ=0.4.开始时二者均静止,现对A施加F=20 N水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走.B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2 m.(取g=10 m/s2)求:
(1)B离开平台时的速度vB.
(2)B从开始运动到刚脱离A时,B运动的时间tB和位移xB.
(3)A左段的长度l2.
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答案
(1)2 m/s (2)0.5 s 0.5 m (3)1.5 m
解析:(1)设物块平抛运动的时间为t,由运动学知识可得
h=gt2①
x=vBt②
联立①②式,代入数据得vB=2 m/s③
(2)设B的加速度为aB,由牛顿第二定律和运动学的知识得
μmg=maB④
vB=aBtB⑤
xB=aBt
⑥
联立③④⑤⑥式,代入数据得tB=0.5 s⑦
xB=0.5 m⑧
(3)设B刚开始运动时A的速度为v1,由动能定理得
Fl1=Mv⑨
设B运动后A的加速度为aA,由牛顿第二定律和运动学知识得F-μmg=MaA⑩
(l2+xB)=v1tB+
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aAt?
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联立⑦⑧⑨⑩?式,代入数据得
l2=1.5 m
第29题
扭摆器是同步辐射装置中的插入件,能使粒子的运动轨迹发生扭摆.其简化模型如图:Ⅰ、Ⅱ两处的条形匀强磁场区边界竖直,相距为L,磁场方向相反且垂直于纸面.一质量为m、电量为-q、重力不计的粒子,从靠近平行板电容器MN板处由静止释放,极板间电压为U,粒子经电场加速后平行于纸面射入Ⅰ 区,射入时速度与水平方向夹角θ=30°.
(1)当Ⅰ区宽度L1=L、磁感应强度大小B1=B0时,粒子从Ⅰ区右边界射出时速度与水平方向夹角也为30°,求B0及粒子在Ⅰ区运动的时间t.
(2)若Ⅱ区宽度L2=L1=L、磁感应强度大小B2=B1=B0,求粒子在Ⅰ区的最高点与Ⅱ区的最低点之间的高度差h.
(3)若L2=L1=L、B1=B0,为使粒子能返回Ⅰ区,求B2应满足的条件.
(4)若B1≠B2、L1≠L2,且已保证了粒子能从Ⅱ区右边界射出.为使粒子从Ⅱ区右边界射出的方向与从Ⅰ区左边界射入的方向总相同,求B1、B2、L1、L2之间应满足的关系式. 答案 见解析
解析:(1)如图1所示,设粒子射入磁场Ⅰ区的速度为v,在磁场Ⅰ区中做圆周运动的半径为R1,由动能定理和牛顿第二定律得
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