12.2022年将在我国举办第二十四届冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一。某滑道示意图如下,长直助滑道AB与弯曲滑道BC平滑衔接,滑道BC高h=10 m,C是半径R=20 m圆弧的最低点,质量m=60 kg的运动员从A处由静止开始匀加速下滑,加速度a=4.5 m/s2,到达B点时速度vB=30 m/s。取重力加速度g=10 m/s2。
(1)求长直助滑道AB的长度L;
(2)求运动员在AB段所受合外力的冲量的I大小;
(3)若不计BC段的阻力,画出运动员经过C点时的受力图,并求其所受支持力FN的大小。
13.如图所示,两根足够长且平行的光滑金属导轨所在平面与水平面成α=53°角,间距为L=0.5m的导轨间接一电阻,阻值为R=2Ω,导轨电阻忽略不计。在两平行虚线间有一与导轨所在平面垂直的匀强磁场,磁感强度B=0.8T。导体棒a的质量为m1=0.1 kg、电阻为R1=1 Ω;导体棒b的质量为m2=0.2 kg、电阻为R2=2Ω,它们分别垂直导轨放置并始终与导轨接触良好。现从图中的M、N处同时将a、b由静止释放,运动过程中它们都能匀速穿过磁场区域,且当a刚出磁场时b正好进入磁场。a、b电流间的相互作用不计,sin53°=0.8,cos53°=0.6,取g=10m/s2。求:
(1)导体棒a刚进入磁场时,流过电阻R的电流I;
(2)导体棒a穿过磁场区域的速度v1;
(3)匀强磁场的宽度d.
14.如图所示,质量分别为M1=0.49kg和M2=0.5kg的木块静置在光滑水平地面上,两木块间夹有一轻质弹簧,一粒质量m=0.01kg的弹丸以v0=150m/s的速度打入木块M1并停留在其中(打击时间极短),求:
(1)当弹丸在木块M1中相对静止的瞬间木块M1的速度v1
(2)当M2的速度v=1m/s时弹簧的弹性势能Ep。
15.如图所示,物块A、C的质量均为m,B的质量为2m,都静止于光滑水平台面上。A、B间用一不可伸长的轻质短细线相连,初始时刻细线处于松弛状态,C位于A右侧足够远处。现突然给A一瞬时冲量,使A以初速度v0沿A、C连线方向向C运动,绳断后A速度变为,A与C相碰后粘合在一起.求:
(1)A与C刚粘合在一起时的速度v大小;
(2)若将A、B、C看成一个系统,则从A开始运动到A与C刚好粘合的过程中系统损失的机械能.
四、实验题
16.在一次课外活动中,某物理兴趣小组为了测量由干电池组合的电源的电动势(约为3V)和内电阻,在实验室寻找到了下列器材:
电压表V(量程0~15v;内阻约为15kΩ);
电流表A1(量程0~0.6A;内阻约为1.0Ω);
电流表A2(量程0~1mA;内阻为40Ω);
电阻箱R1(阻值范围为0~9999Ω);
滑动变阻器R2(阻值范围为0~20Ω;
额定电流2A);导线、开关若干。
(1)因电压表的量程过大,测量不精确,可用电流表改装。要将电流表改装成3V量程的电压表,应该选用的电流表是______(选填A1或A2),将其与电阻箱R1______(选填串联或并联),此时电阻箱R1的阻值应调至_______Ω。
(2)为了测定电源的电动势和内电阻,请你帮该小组设计一个测量电路图,并画在答题卷的虚线框内____________。
(3)闭合开关,改变变阻器滑片的位置,测得多组数据,画出了两电流表的关系I2-I1图象如图,则电源电动势E=______V,电源内阻r=_______Ω.(结果均保留三位有效数字)。