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如图所示,工人们利用一个斜直的长木板来将高处的货物运送到水平地面上,高处的工人先将质量为的货物(可视为质点)搬到木板的最上端,然后无初速度释放货物。物体能沿着斜面由静止匀加速下滑,木板的长度为,物体与木板之间的动摩擦因数,木板与水平的夹角为
(1)求物体沿着斜面匀加速下滑到达底端的速度大小;
(2)若货物到达斜面底端的速度过快将会造成物品损坏,于是工人就在木板上贴了一层长为x米的特殊材料使得货物能够到达底端且速度不超过。其模型可以简化为下图。特殊材料和货物之间的动摩擦因数为,材料下端离底端的距离为,求特殊材料长度x的取值范围;
(3)现在特殊材料的长度为和货物之间的动摩擦因数仍为,为使货物能够到达底端且速度不超过,则下端距离木板底端距离d的取值范围应该是多少?
类型:解答题
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如图所示,质量的矩形线框abcdab边长bc边长,总电阻,沿光滑水平面向右以速度冲向宽度的有界匀强磁场,磁感应强度,方向竖直向上,则(  )
A.线框刚进入磁场时,ab边两端的电压为0.5V
B.线框能够穿过磁场,穿过磁场后的速度为
C.线框不能穿过磁场,最后线框的cd边停在距有界磁场的左边界0.06m处
D.线框在整个运动过程中产生的焦耳热为0.04J
类型:多选题
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如图所示,在第二象限内有一抛物线的边界,其方程为,在抛物线的上方存在一竖直向下的匀强电场.在抛物线每个位置上连续发射质量为m,电荷量为的粒子,粒子均以大小为的初速度水平向右射入电场,所有粒子均能到达原点O,第四象限内有一边长为l,其中两条边分别与x轴,y轴重合的正方形边界,边界内存在垂直于纸面向外,磁感应强度大小为的匀强磁场,为与x轴平行的可上下移动的荧光屏,初始位置与磁场的下边界重合,不计粒子重力及粒子间的相互作用力,粒子打到荧光屏上即被吸收。
(1)求电场强度的大小E
(2)求从处进入的粒子在磁场中运动的时间;
(3)若将荧光屏缓慢向上移动,求在向上移动的过程中屏上的最大发光长度。
类型:解答题
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如图所示,在足够长的粗糙水平面上放一长为、质量为、左右挡板厚度不计的U形盒子P(盒子内底面水平),盒子P与水平面间的动摩擦因数为。在盒子的左端放一质量等于的物块(可看作质点),Q的带电量始终为。整个装置始终处在一个水平向右的匀强电场中,场强为,Q与盒子内表面无摩擦,放开物块后即在盒内向右运动与右面挡板碰撞,设碰撞时间极短且碰撞过程中没有机械能损失,重力加速度g取10。求
(1)物块与盒子发生第一次碰撞后,P、Q的速度大小;
(2)物块与盒子发生第一次碰撞后至第二次碰撞前Q与盒子右挡板间的最大距离(结果可用分数表示);
(3)P最终是否会停止?若P不能停止,求第一次碰后,20秒内P前进的路程;若P会停止,求P前进的总路程。
类型:解答题
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题1图为某种旋转节速器的结构示意图,长方形框架固定在竖直转轴上,质量为m的重物A套在转轴上,两个完全相同的小环B、C与轻弹簧两端连接并套在框架上,A、B及A、C之间通过铰链与长为L的两根轻杆相连接,A可以在竖直轴上滑动。当装置静止时,轻杆与竖直方向的夹角为。现将装置倒置,当装置再次静止时,轻杆与竖直方向的夹角为,如题2图所示,此时缓慢加速转动装置,直到轻杆与竖直方向的夹角再次为时装置保持匀速转动。已知装置倒置前、后弹簧的弹性势能减少量为,重力加速度为g,不计一切摩擦,取。求:
(1)装置正置时弹簧弹力的大小;
(2)装置匀速转动时小环B所需的向心力;
(3)从倒置静止状态到匀速转动的过程中装置对系统所做的总功。
类型:解答题
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1986年,阿瑟·阿什金发明了第一代光镊,经过30多年的发展,光镊技术也越来越成熟,并被广泛运用于医学及生物学等诸多领域,2018年诺贝尔物理学奖被授予美国的亚瑟·阿斯金、法国的杰哈·莫罗和加拿大的唐娜·斯特里克兰三位物理学家,以表彰他们“在激光物理领域的突破性发明”。为简单起见,我们建立如下模型。如图所示,有两束功率均为P,波长为的平行细激光束,与一焦距为f的透镜主光轴平行射入凸透镜,后进入一球状透明介质,出射透明介质的光束仍与主光轴平行。透镜主光轴在竖直方向,且与球状透明介质的一条直径重合,此时透明介质球恰好处于静止状态,已知球状透明介质的质量为m,当地的重力加速度为g,真空中光速为c,以下说法正确的有(  )
A.若激光束的功率大于激光束的功率,则透明介质球将向左侧偏移
B.若将介质球相对于透镜上移一小段距离,则介质球受到激光的作用力将变小
C.若将介质球相对于透镜下移一小段距离,则介质球受到激光的作用力将变小
D.题干条件下激光功率为
类型:多选题
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如图所示,一斜面体固定在水平地面上,倾角为θ=30°,高度为h=1.5m。一薄木板B置于斜面顶端,恰好能保持静止,木板下端连接有一根自然长度为L0=0.2m的轻弹弹簧,木板总质量为m=1kg,总长度为L=2.0m。一质量为M=3kg的小物块A从斜面体左侧某位置水平抛出,该位置离地高度H=1.7m,物块A经过一段时间后从斜面顶端沿平行于斜面方向落到木板上并开始向下滑行,已知A、B之间的动摩擦因数,木板下滑到斜面底端碰到挡板时立刻停下,物块A最后恰好能脱离弹簧,且弹簧被压缩时一直处于弹性限度内,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,取重力加速度,不计空气阻力。求:
(1)物块A落到木板上的速度大小v
(2)木板与挡板碰撞前的瞬间,木板和物块的速度大小;
(3)弹簧被压结到最短时的弹性势能。
类型:解答题
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如图所示,小物块AB由跨过定滑轮的轻绳相连,A位于水平传送带的右端,B置于倾角为30°的光滑固定斜面上,轻绳分别与斜面、传送带平行,传送带始终以速度v0=2m/s逆时针匀速转动,某时刻A从传送带右端通过细绳带动B以相同初速率v1=5m/s运动,方向如图,经过一段时间A回到传送带的右端,已知AB的质量均为1kg,A与传送带间的动摩擦因数为0.1,斜面、轻绳、传送带均足够长,B不会碰到定滑轮,定滑轮的质量与摩擦均不计,g取10m/s2,求:
(1)A向左运动的总时间;
(2)A回到传送带右端的速度大小;
(3)上述过程中,A与传送带间因摩擦产生的总热量。
类型:解答题
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如图所示,质量M=2kg、高h=0.2m的长木板静止在粗糙的水平地面上,长木板与地面间的动摩擦因数μ1=0.1。在长木板上放置一个质量m=1 kg,大小可以忽略的铁块,离左端B点的距离为1m,铁块与木板间的动摩擦因数μ2=0.3,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g= 10m/s2,不计空气阻力。若在长木板上施加一个水平向右的恒力F ,求:
(1)要想将长木板从铁块下抽出,水平向右的恒力F应满足的条件;
(2)若水平向右的恒力F=16N,铁块与长木板分离时,两者的速度各为多大;
(3)接(2)问,求铁块落地前的整个过程中,铁块、长木板和地面组成的系统因摩擦所产生的热量。
类型:解答题
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某实验小组用图所示装置“探究功与物体速度变化的关系”。

(1)实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化。
甲同学:通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化;
乙同学:把多变相同的橡皮筋并在一起,并把小车拉到相同位置释放,通过改变橡皮筋的条数来实现对小车做功的变化;
你认为_______(填“甲”或“乙”)同学的方法可行;
(2)为平衡小车运动过程中受到的阻力,应该采用下面所述方法中的_________(填入选项前的字母代号)
A.逐步调节木板的倾斜程度,让小车能够自由下滑
B.逐步调节木板的倾斜程度,使小车在橡皮条作用下开始运动
C.逐步调节木板的倾斜程度,给小车一初速度,让拖着纸带的小车匀速下滑
D.逐步调节木板的倾斜程度,让拖着纸带的小车自由下滑
(3)下图是该实验小组在实验过程中打出的一条纸带,已知打点计时器连接的电源的频率为50Hz,则橡皮筋恢复原长时小车的速度为______m/s(结果保留3位有效数字)。

类型:实验题
难度系数:困难0.15
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