【題目】如圖,小滑塊A與木板B均靜止于粗糙水平地面上,A與B左端的距離為x0=4.5 m,小滑塊C靜止于木板B的右端,A、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ1=0.1,C與B間的動摩擦因數(shù)μ2=0.2,F(xiàn)給A一個方向水平向右、大小v0=5 m/s的初速度。已知A、B、C的質(zhì)量分別為mA=1 kg、mB =3 kg、mC=l kg,A、B間的碰撞為彈性碰撞且碰撞時問極短,滑塊C始終未離開木板B,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g=10 m/s2.求:
(l)碰前瞬間A的速度大小和碰后瞬間B的速度大。
(2)碰后瞬間B、C的加速度大;
(3)從碰后到木板B最終停止,B與地面間因摩擦而產(chǎn)生的熱量。
【答案】(1)4m/s, 2m/s ;(2),;(3)5J
【解析】
(1)從A物體開始運動到與B物體碰撞,由動能定理可得
代入數(shù)據(jù)解得A碰前的速度為
A、B間的碰撞為彈性碰撞且碰撞時問極短,故A、B間的碰撞動量守恒,動能守恒,
解得,碰后瞬間B的速度大小為
(2)C物體速度為0,故C物體受到水平向右的摩擦力,由牛頓第二定律
代入數(shù)據(jù)得,C物體的加速度為
方向向右;
B物體受到地面向左的摩擦力和C物體對它向左的摩擦力,故由牛頓第二定律
代入數(shù)據(jù)解得
方向向左。
(3)碰后B物體向右減少運動,C物體向右加速運動,當兩者速度達到相等時有
解得,,此過程中,B物體的位移為
B與地面摩擦產(chǎn)生的熱量為
B、C共速后,兩物體一起向右做減速運動直到速度減為0,此過程中兩物體加速度為
兩物體速度減為0時的位移為
故B與地面摩擦產(chǎn)生的熱量為
故B與地面 摩擦產(chǎn)生的總熱量為
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【題目】如圖,用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。
(1)實驗中,直接測定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通過僅測量________(填選項前的符號),間接地解決這個問題。
A.小球開始釋放高度h
B.小球拋出點距地面的高度H
C.小球做平拋運動的射程
(2)圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時,先將入射球m1多次從斜軌上S位置由靜止釋放,找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程OP。然后,把被碰小球m2靜止于軌道的水平部分,再將入射小球m1從斜軌上S位置由靜止釋放,與小球m2相撞,并多次重復。(小球質(zhì)量關(guān)系滿足m1> m2)
接下來要完成的必要步驟是__________。(填選項前的符號)
A.用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2
B.測量小球m1開始釋放高度h
C.測量拋出點距地面的高度H
D.分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N
E.測量平拋射程OM、ON
(3)若兩球相碰前后的動量守恒,其表達式可表示為______________________[用(2)中測量的量表示]。
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【題目】如圖,光滑水平面上固定著一對豎直放置的平行金屬板G和H。在靠近金屬板G右壁固定一個可視為質(zhì)點的小球C,其質(zhì)量為 MC=0.01kg、帶電量為q=+1×10-5C。G、H兩板間距離為d=10cm,板H下方開有能讓小球C自由通過的小洞。質(zhì)量分別為MA=0.01kg和MB=0.02kg的不帶電絕緣小球A、B用一輕質(zhì)彈簧連接,并用細線栓連使彈簧處于壓縮狀態(tài),靜放在H板右側(cè)的光滑水平面上,如圖a所示,F(xiàn)將細線燒斷,小球A、B在彈簧作用下做來回往復運動(A球不會進入G、H兩板間)。以向左為速度的正方向,從燒斷細線斷開后的某時刻開始計時,得到A球的速度—時間圖象如圖(b)所示。
(1)求在時刻小球B的速度,并在圖(b)中大致畫出B球的速度—時間圖象;
(2)若G、H板間是電場強度為E=8×104V/m的勻強電場,在某時刻將小球C釋放,則小球C離開電場時的速度為多大?
(3)若小球C以離開電場時的速度向右勻速運動,它將遇到小球A,并與之結(jié)合在一起運動,試定量分析在各種可能的情況下彈簧的最大彈性勢能(即最大彈性勢能的范圍)。
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【題目】如圖。水平放置的平行板電容器上極板帶正電,所帶電荷量為,板間距離為,上極板與靜電計相連,靜電計金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板正中間點有一個靜止的帶電油滴,所帶電荷量絕對值為。靜電力常量為k,下列說法正確的是
A.油滴帶正電
B.油滴受到的電場力大小為
C.若僅將上極板平移到圖中虛線位置,則靜電計指針張角減小
D.若僅將上極板平移到圖中虛線位置,則油滴將加速向上運動
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【題目】下列說法正確的是
A.單擺做簡諧運動的周期跟擺長和擺球質(zhì)量均有關(guān)
B.在機械波的傳播過程中,介質(zhì)中質(zhì)點的振動方向可能和波的傳播方向平行
C.兩列波發(fā)生干涉現(xiàn)象,在振動加強的區(qū)域,質(zhì)點的位移總是最大
D.機械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系,對電磁波也適用
E.分別照射同一雙縫干涉裝置,黃光的干涉條紋間距大于藍光的干涉條紋間距
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【題目】被譽為“中國天眼”的射電望遠鏡FAST自工作以來,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)43顆脈沖星,為我國天文觀測做出了巨大的貢獻。脈沖星實質(zhì)是快速自轉(zhuǎn)的中子星,中子星每自轉(zhuǎn)一周,它的磁場就會在空間劃一個圓,而且掃過地球一次,地球就會接收到一個射電脈沖。若觀測到某個中子星的射電脈沖周期為,中子星的半徑為R,引力常量為G,則下列說法正確的是
A.中子星的質(zhì)量為
B.中子星的密度為
C.中子星的第一宇宙速度為
D.若上述中子星赤道上的物體恰好處于完全失重狀態(tài),則該中子星的密度為
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【題目】如圖所示,物體M與傾角為的傳送帶均保持靜止,當傳送帶以大小為的加速度順時針運動時,物體M恰好能與傳送帶保持相對靜止;當傳送帶以大小為的加速度逆時針運動時,物體M也恰好能與傳送帶保持相對靜止。已知重力加速度為g,最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,則下列說法正確的是
A.M與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為
B.M與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為
C.傳送帶沿順時針方向加速運動時,摩擦力對物體M做正功;傳送帶沿逆時針方向加速運動時,摩擦力對物體M做負功
D.傳送帶沿順時針方向加速運動時,物體M機械能增加;傳送帶沿逆時針方向加速運動時,物體M機械能減小
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【題目】某同學要用如圖1所示電路測量電源的電動勢和內(nèi)阻,同時測定一段粗細均勻的電祖絲電阻,實驗器材除滑動變阻器K、開關(guān)S1、S2、導線若干外,還有如下器材:
A.待測電源(電動勢約3V,內(nèi)阻約1)
B.待測電阻絲Rx(約為3)
C.電壓表(0-3V,內(nèi)阻約15k)
D.電壓表(0-3V,內(nèi)阻約3k)
E.電流表(0-0.6A,內(nèi)阻約1)
F.電流表(0-3A,內(nèi)阻約0.5)
實驗主要步驟:
(1)用游標卡尺測電阻絲長度如圖2所示,則其長度為_________cm;用螺旋測微器測電阻絲直徑如圖3所示,則其直徑為_________mm。
(2)將滑動變阻器接入電路的阻值調(diào)到最大,閉合S1,將S2接1。
①逐漸減小滑動變阻器接入電路的阻值,記下電壓表的示數(shù)U和相應(yīng)電流表的示數(shù)I;
②以U為縱坐標,I為橫坐標,作U-I圖線如圖4中甲所示(U、I都用國際單位);
③求出甲圖線斜率的絕對值k1和在橫軸上的截距a。
(3)將S2接2重復以上操作步驟,作U-I圖線如圖4中乙所示,求出乙圖線斜率的絕對值k2。
(4)回答下列問題:
①電壓表最好選用_________,電流表最好選用_________;(填字母代號)
②若用a、k1和k2表示待測電源的電動勢E、內(nèi)阻r和待測電阻Rx的表達式,則E=_________、r=_________、Rx=_________.
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【題目】兩根足夠長的光滑導軌豎直放置,間距為L,底端接阻值為R的電阻。將質(zhì)量為m的金屬棒懸掛在一個固定的輕彈簧下端,金屬棒和導軌接觸良好,導軌所在平面與磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場垂直,如圖所示。除電阻R外其余電阻不計,F(xiàn)將金屬棒從彈簧原長位置由靜止釋放,則
A. 釋放瞬間金屬棒的加速度等于重力加速度g
B. 金屬棒向下運動時,流過電阻R的電流方向為a→b
C. 金屬棒的速度為v時,所受的按培力大小為F=
D. 電阻R上產(chǎn)生的總熱量等于金屬棒重力勢能的減少
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