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圖41甲是某同學(xué)自制的電子秤原理圖，利用理想電壓表的示數(shù)來(lái)指示物體的質(zhì)量．托盤(pán)與電阻可忽略的金屬?gòu)椈上噙B，托盤(pán)與彈簧的質(zhì)量均不計(jì)．滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)端與彈簧上端連接，當(dāng)托盤(pán)中沒(méi)有放物體時(shí)，滑動(dòng)觸頭恰好指在變阻器R的最上端，此時(shí)電壓表示數(shù)為零．設(shè)變阻器總電阻為R，總長(zhǎng)度為L(zhǎng)，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，限流電阻阻值為R₀，彈簧勁度系數(shù)為k，若不計(jì)一切摩擦和其它阻力．
（1）求出電壓表示數(shù)U_x用所稱(chēng)物體的質(zhì)量m表示的關(guān)系式；
（2）由⑴的計(jì)算結(jié)果可知，電壓表示數(shù)與待測(cè)物體質(zhì)量不成正比，不便于進(jìn)行刻度，為使電壓表示數(shù)與待測(cè)物體質(zhì)量成正比，請(qǐng)利用原有器材進(jìn)行改進(jìn)，在圖41（乙）的基礎(chǔ)上完成改進(jìn)后的電路原理圖，并求出電壓表示數(shù)U_x用所稱(chēng)物體的質(zhì)量m表示的關(guān)系式．

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1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

A

B

B

C

C

D

D

C

D

C

B

A

B

D

15．甲   ABD

16．等于  

17．（1）6.84~6.86   14.04~14.06   

（2）如圖所示  

（3）28.0~29.5

18題．

（3）       以m為研究對(duì)象，受力情況如圖所示: 設(shè)物體在恒力作用下的加速度為a₁,

根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律：

   （3分）

（4）       撤去恒力F后受力分析如圖所示，設(shè)撤去恒力F的瞬間物體的速度為v，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：

設(shè)撤去恒力F后，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)的加速度為a₂，設(shè)滑行的時(shí)間為

（3）設(shè)物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)和勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移分別是s₁和s₂，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：

19題：

（1）設(shè)炸彈落地所用時(shí)間為t，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：

   （2）飛機(jī)投下炸彈時(shí)距目標(biāo)P的水平距離為s_P，

m                    （2分）

   （3）設(shè)炸彈到達(dá)Q點(diǎn)上空所用的時(shí)間為，^‘炸彈到達(dá)Q點(diǎn)上空下降的高度為                   ；          

設(shè)炮彈豎直上拋的高度為h，        

        所以                  

              m/s               （5分）

20題．

（1）以m為研究對(duì)象，受力情況如圖所示: 設(shè)物體在恒力作用下的加速度為a，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律：

        設(shè)小物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為v_B

                   m/s        （3分）

   （2）設(shè)小物塊到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度為v_D，又因?yàn)樾∥飰K恰能到達(dá)D點(diǎn)

        所以           m/s

        設(shè)重力和摩擦力所做的功分別為W_G和W_f，由動(dòng)能定理

              J       

        所以在圓形軌道上小物塊克服摩擦力做的功為9.6J     （3分）

   （3）設(shè)圓軌道光滑時(shí)，小物塊到達(dá)D點(diǎn)時(shí)的速度為，由機(jī)械能守恒定律：

             代入數(shù)據(jù)： m/s

        設(shè)小物塊在D受到圓軌道的壓力為N ，所以： 

          N                （4分）

20題．

（1）以平板車(chē)和小金屬塊為研究對(duì)象，由平板車(chē)和小金屬塊組成的系統(tǒng)不受外力，所以動(dòng)量守恒：

                   代入數(shù)據(jù)得：        （3分）

   （2））以小金屬塊為研究對(duì)象，由動(dòng)量定理

              代入數(shù)據(jù)得            （3分）

（3）設(shè)小金屬塊與平板車(chē)最后的共同速度為v，由動(dòng)量守恒定律：

                  代入數(shù)據(jù)得  

如圖所示：設(shè)平板車(chē)長(zhǎng)為L(zhǎng)，達(dá)到共同速度時(shí)平板車(chē)的位移為s。

以小物塊為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)能定理：

                    ①

 以平板車(chē)為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)能定理：

                             ②

       ①+②得：

               （4分）