题目内容
【题目】如图,有一个足够长竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有一劲度系数为k的轻弹簧,其下端固定,上端连接一质量为m的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料——ER流体,它对滑块的阻力可调节。开始滑块静止,ER流体对其阻力为0,弹簧的长度为L。现有一质量也为m的物体从距地面2L处自由落下,与滑块碰撞后粘在一起向下运动.为使滑块恰好做匀减速运动,且下移距离为
时速度减为0,ER流体对滑块的阻力必须随滑块下移而适当变化,忽略空气阻力,以滑块初始高度处为原点,向下为正方向建立Ox轴。
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(1) 求ER流体对滑块的阻力随位置坐标x变化的函数关系式及题中L要满足的条件;
(2) 滑块速度第一次减为0瞬间,通过调节,使以后ER流体对运动的滑块阻力大小恒为λmg,若此后滑块向上运动一段距离后停止运动不再下降,求λ的取值范围。
【答案】(1)
;
(2)(ⅰ)
(ⅱ)![]()
【解析】试题分析:根据机械能守恒定律,求出物体的速度,再根据动量守恒求出共同的速度,结合牛顿第二定律求出长度范围;滑块能向上运动则 得
, 当滑块向上运动时,若规定向上为滑块和物体所受合力为正,写出力的表达式再结合数学知识求出 滑块停止运动不再下降的条件。
(1)设滑块静止时弹簧压缩量为x0,则
设物体下落末速度为v0,由机械能守恒定律
设碰后共同速度为v1,由动量守恒定律mv0=(m+m)v1
滑块下移距离为
时 ![]()
由牛顿第二定律 ![]()
解得![]()
当
时
,得
(2)(i)滑块能向上运动则
得
(ii)当滑块向上运动时,若规定向上为滑块和物体所受合力的正方向,则合力
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作出F—x图:
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由数学知识得滑块停止运动的位置坐标
(2分)
滑块停止运动不再下降的条件是![]()
得![]()
综上所述,
(1分)
【题目】一质量为m的物体沿倾角为θ的固定斜面匀速下滑,在下滑时间t内,斜面对物体作用力的冲量为( )
A. 方向垂直斜面向上 B. 方向竖直向上
C. 大小等于mgtcosθ D. 大小等于mgtsinθ
【题目】某实验小组用如图所示电路研究太阳能电池的U-I曲线。
(1)根据实验方案,调整好各元件,连接实物,合上电键前各元件不再调整。用笔画线代替导线,将实物图连接完整_________。
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(2)实验数据如下表,在U—I图中作出图线________
U(v) | 2.6 | 2.4 | 2.3 | 2.2 | 2.1 | 2.0 | 1.9 | 1.8 | 1.7 | 1.6 | 1.4 | 1.3 | 1.1 | 0.5 |
I(μA) | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 160 | 180 | 200 | 220 | 240 | 260 | 280 |
(3)图象中已画出线为某电阻元件的伏安特征曲线,将该电阻直接接到该光电池两端,则电阻的功率为_______ W。如果考虑到实验电路中电表电阻对电路的影响,则该电阻上的实际功率比测量值________(偏大、偏小、不变)。
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