如图所示,水平放置的A、B两平行金属板的中央各有一小孔O1、O2,板间距离为d,开关S接1。当t=0时,在a、b两端加上如图乙中的①图线所示的电压,同时在c、d两端加上如图丙所示的电压。此时,一质量为m的带负电微粒恰好静止于两孔连线的中点P处 (P、O1、O2在同一竖直线上)。重力加速度为g,空气阻力和金属板的厚度不计。
(1)若某时刻突然在a、b两端改加如图乙中的②图线所示的电压,则微粒可达到的最高点距A板的高度为多少?
(2)若要使微粒在两板间运动后,从A板中的O1小孔射出,且射出时的动能尽可能大,求:应在t=0到t=T之间的哪个时刻把开关S从l扳到2位置?ucd的变化周期T至少为多少?
现代化养鸡场使用孵化室来孵化小鸡,为使孵化室保持适当的温度,可采用触发开关控制加热系统,如图所示。触发开关可采用热敏电阻来控制其1、2两端所加电压,当1、2两端所加电压上升至8.0V时,触发开关自动启动加热系统,当1、2两端所加电压下降至7.0V时,触发开关自动切断加热系统。请利用下列器材设计一个孵化室内的控制电路,给1、2两端提供电压(不考虑触发开关对所设计电路的影响)。提供的器材如下:
A.热敏电阻Rt,其阻值随温度的升高而减小,其不同温度下的阻值如下表: 温度 (℃) 30.0 32.0 34.0 36.0 38.0 40.0 42.0 44.0 46.0 48.0 电阻 (kΩ) 54.2 39.8 30.6 24.7 20.0 17.1 15.0 13.2 11.6 10.5 |
B.恒压电源E; |
C.定值电阻R0; | |
D.![]() |
(1)在图中的虚线框内完成控制电路原理图,并在图中标上热敏电阻和定值电阻的符号。
(2)孵化小鸡时孵化室的温度应保持在38℃至42℃的范围,若要达到这一设计要求,电源输出电压应为U=V,定值电阻应为R0=kΩ。(结果保留两位有效数字)
气垫导轨工作时,空气从导轨表面的小孔喷出,在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层,使滑块不与导轨表面直接接触,故滑块运动时受到的阻力大大减小,可以忽略不计。为了探究做功与物体动能之间的关系,在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块,滑块的一端与轻弹簧相接,弹簧另一端固定在气垫导轨的一端,将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置(如图1),使弹簧处于自然状态时,滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置,与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间。实验步骤如下:
①用游标卡尺测量遮光片的宽度d;
②在气垫导轨上适当位置标记一点A(图中未标出,AP间距离远大于d),将滑块从A点由静止释放.由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t;
③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v;
④更换劲度系数不同而自然长度相同的弹簧重复实验步骤②③,记录弹簧劲度系数及相应的速度v,如下表所示:
弹簧劲度系数 |
k |
2k |
3k |
4k |
5k |
6k |
v (m/s) |
0.71 |
1.00 |
1.22 |
1.41 |
1.58 |
1.73 |
v2 (m2/s2) |
0.50 |
1.00 |
1.49 |
1.99 |
2.49 |
2.99 |
v3 (m3/s3) |
0.36 |
1.00 |
1.82 |
2.80 |
3.94 |
5.18 |
(1)测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图2所示,读得d=m;
(2)用测量的物理量表示遮光片通过光电门时滑块的速度的表达式v =;
(3)已知滑块从A点运动到光电门P处的过程中,弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比,根据表中记录的数据,可得出合力对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度v的关系是。
如图所示,在绝缘水平面上的P点放置一个质量为kg的带负电滑块A,带电荷量
C.在A的左边相距
m的Q点放置一个不带电的滑块B,质量为
kg,滑块B距左边竖直绝缘墙壁s=0.15m.在水平面上方空间加一方向水平向右的匀强电场,电场强度为
N/C,使A由静止释放后向左滑动并与B发生碰撞,碰撞的时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动,与墙壁发生碰撞时没有机械能损失,两滑块都可以视为质点.已知水平面OQ部分粗糙,其余部分光滑,两滑块与粗糙水平面OQ间的动摩擦因数均为μ=0.50,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2.求:
(1)A经过多少时间与B相碰?相碰结合后的速度是多少?
(2)AB与墙壁碰撞后在水平面上滑行的过程中,离开墙壁的最大距离是多少?
(3)A、B相碰结合后的运动过程中,由于摩擦而产生的热是多少?通过的总路程是多少?
如图所示,质量m1="0.3" kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长L="15" m,现有质量m2="0.2" kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0="2" m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g="10" m/s2.求
(1)物块在车面上滑行的时间t;
(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v0′不超过多少.
电荷量为的带正电小物块置于绝缘水平面上,所在空间存在沿水平向右方向的电场(如图甲所示).电场强度
的大小与时间
的关系、物块运动速度
与时间
的关系分别如图乙、丙所示,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)物块质量m;
(2)物块与水平面之间的动摩擦因数.