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如图所示,两块带有等量异号电荷的平行金属板分别固定在长L=1m的绝缘板的两端,组成一带电框架,框架右端带负电的金属板上固定一根原长为
的绝缘轻弹簧,框架的总质量M=9kg.由于带电,两金属板间产生了
的高电压,现有一质量为m=1kg、带电荷量
的带电小球(可看成质点,且不影响金属板间的匀强电场)将弹簧压缩Δl=0.2m后用线拴住,因而使弹簧具有65J的弹性势能.现使整个装置在光滑水平面上以
的速度向右运动,运动中拴小球的细线突然断裂因而使小球被弹簧弹开.不计一切摩擦,且电势能的变化量等于电场力和相对于电场沿电场方向的位移的乘积.求:
(1)当小球刚好被弹簧弹开时,小球与框架的速度分别为多大?
(2)通过分析计算回答:在细线断裂以后的运动中,小球能否与左端金属板发生接触?(填“能”或“不能”)
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在探究某种笔的弹跳问题时,建立以下简化模型进行研究。
把笔分为轻质弹簧、圆筒和直杆三部分,薄挡板P固定在直杆上,轻质弹簧的两端分别固定在圆筒顶部和薄挡板P上,质量为M的圆筒可沿直杆无摩擦滑动,直杆和挡板P的总质量为m。开始时将笔直立于水平桌面,在桌面上方的矩形区域内有竖直向上的匀强电场,带正电的挡板P非常靠近电场的上边界,挡板P与周围物体绝缘接触,受到的电场力与笔的重力大小相等。向上移动圆筒使弹簧处于原长状态,此时挡板P刚好与圆筒底部接触,如图甲所示。现用力缓慢向下压圆筒,使圆筒底部恰好与水平桌面接触,此过程中压力做功为W,如图乙所示。撤除压力,圆筒弹起并与挡板P碰撞,两者一起上升到最大高度后自由落下,此后直杆在桌面上多次跳动。
假设圆筒与挡板P每次碰撞结束时均具有相同速度,碰撞时间均忽略不计。直杆与桌面每次碰撞后均不反弹,直杆始终保持竖直状态。不计一切摩擦与空气阻力,重力加速度大小为g,求:
(1)直杆第一次上升的最大高度h1;
(2)直杆运动的总路程h。
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A.两根细绳必须等长
B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
②某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂,然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度X,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度X的关系图线如图2所示.(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该该弹簧的劲度系数为
(2)在做验证牛顿第二定律的实验时,回答下列问题:
(如有计算,结果保留二位有效数字)
①打点计时器应接
②试验中,(如甲图)为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一滑轮的高度,使细线与长木板平行,接下来将长木板的一端垫起适当的高度,让小车一头连着纸带一头连着沙桶,给打点计时器通电,轻推一下小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动.请指出此步骤的错漏
③如图乙所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出.由此可求得小车的加速度大小
④在验证当小车的质量一定其加速度与合外力F的关系时,根据实验数据作出了如图丙所示的a-F图象,则小车和砧码的总质量M为
换用不同质量的小球实验,分别得到弹簧振子小球的质量与振动周期丁对应的数据,如下表:
| 次 数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 小球质量m/kg | O.05 | 0.10 | O.15 | O.20 | 0.25 | ||
| 振动周期T/s | O.50 | O.70 | 0.86 | 1.01 | 1.11 | ||
|
0.25 | 0.49 | O.74 | 1.02 | 1.23 |