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11.如圖所示,滑塊A的質(zhì)量m=0.01kg,與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,用細線懸掛的質(zhì)量均為m=0.01kg的小球沿水平面排列,且恰與水平面接觸.A與第1只小球及相鄰兩小球間距離均為s=2m,線長分別為L1、L2、L3…(圖中只畫出三只小球,且小球可視為質(zhì)點),開始時,滑塊以速度v0=10m/s沿水平方向向右運動.設(shè)滑塊與小球碰撞時不損失機械能,碰撞后小球均恰能在豎直平面內(nèi)完成完整的圓周運動并再次與滑塊正碰,重力加速度g=10m/s2.下面說法正確的是BC( �。�
A.滑塊能與11個小球碰撞
B.碰撞中第n個小球懸線長Ln的表達式為504n25
C.滑塊與第一個小球碰撞后瞬間,懸線對小球的拉力為0.6N
D.滑塊與第一個小球碰撞后瞬間,懸線對小球的拉力為0.8N

分析 (1)通過動能定理求出滑塊能夠向前滑動的距離,結(jié)合兩球間的距離確定碰撞球的個數(shù).
(2)根據(jù)牛頓第二定律求出最高點的臨界速度,通過機械能守恒定律求出最低點的速度,結(jié)合動能定理求出碰撞中第k個小球懸線長Lk的表達式.
(3)因為小球恰能做圓周運動,求出最高點的臨界速度,通過機械能守恒定律求出最低點的速度,根據(jù)牛頓第二定律求出懸線對小球的拉力大�。�

解答 解:A、因滑塊與小球質(zhì)量相等且碰撞中機械能守恒,滑塊與小球相碰撞會互換速度,小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,機械能守恒,設(shè)滑塊滑行總距離為s0,有:
-μmgs0=0-12mv20
得:s0=25m
n=s0s=12(個);故A錯誤;
B、滑塊與第n個小球碰撞,設(shè)小球運動到最高點時速度為vn
對小球,有:mg=mv2nLn
機械能守恒:12mv2n=12mv2n+2mgLn
對滑塊,有:-μmgns=12mv2n-12mv20
解①②③三式得:Ln=\frac{{v}_{0}^{2}-2μgsn}{5g}=2-\frac{4n}{25} (m) 故B正確;
C、滑塊做勻減速運動到第一個小球處與第一個小球碰前的速度為v1,則有
-μmgs=\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}
由于滑塊與小球碰撞時不損失機械能,則碰撞前后動量守恒、動能相等,滑塊與小球相碰撞會互換速度,碰撞后瞬間小球的速度仍為v1
此時小球受重力和繩子的拉力作用,由牛頓定律得:
T-mg=m\frac{{v}_{1}^{2}}{{L}_{1}}
因為L1=\frac{50-4×1}{25}=\frac{46}{25}
由上述三式解得:T=0.6N;故C正確,D錯誤;
故選:BC

點評 本題綜合考查了牛頓第二定律、動能定理、機械能守恒定律及動量守恒理定律等規(guī)律,綜合性較強,對學生的能力要求較高,要注意認真分析物理過程,明確每一過程中的受力情況,再選擇正確的物理規(guī)律求解.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.一輛汽車從原點O由靜止出發(fā)沿x軸做直線運動,為研究汽車的運動而記下它的各時刻的位置和速度見下表:
時刻t/s01234567
位置坐標x/m00.524.58121620
瞬時速度v/(m•s-112344444
(1)汽車在第2秒末的瞬時速度為多大?
(2)汽車在前3秒內(nèi)的平均速度為多大?
(3)汽車在前7秒內(nèi)的平均速度為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

2.物體A的加速度為3m/s2,物體B的加速度為-5m/s2,下列說法中不正確的是( �。�
A.物體A的加速度比物體B的加速度大
B.物體B的速度變化比物體A的速度變化快
C.物體A的速度一定在增加
D.物體B的速度可能在減小

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.物體沿一直線運動,下列說法中正確的是(  )
A.物體在第一秒末的速度是5 m/s,則物體在第一秒內(nèi)的位移一定是5 m
B.物體在第一秒內(nèi)的平均速度是5 m/s,則物體在第一秒內(nèi)的位移一定是5 m
C.物體在某段時間內(nèi)的平均速度是5 m/s,則物體在每一秒內(nèi)的位移都是5 m
D.物體在某段位移內(nèi)的平均速度是5 m/s,則物體在經(jīng)過這段位移一半時的速度一定是5 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.如圖所示,足夠長的平行光滑金屬導軌水平放置,寬度L=0.4m,一端連接R=1Ω的電阻,導軌所在的空間存在豎直向下的勻強磁場,磁感應(yīng)強度 B=1T,導體棒 MN 放在導軌上,其長度恰好等于導軌間距,與導軌接觸良好,導體棒的電阻為r=1Ω,導軌的電阻可忽略不計.在平行于導軌的拉力F作用下,導體棒沿導軌向右勻速運動,速度v=5m/s,求:
(1)感應(yīng)電動勢E和感應(yīng)電流I;
(2)拉力F的大小;
(3)求導體棒兩端的電壓U.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.如圖(甲)所示,兩個水平和傾斜光滑直導軌都通過光滑圓弧對接而成,相互平行放置,兩導軌相距L=lm,傾斜導軌與水平面成θ=300角,傾斜導軌的下面部分處在一垂直斜面的勻強磁場區(qū)I中,I區(qū)中磁場的磁感應(yīng)強度B1隨時間變化的規(guī)律如圖(乙)所示垂直斜面向上為正值,圖中t1、t2未知.水平導軌足夠長,其左端接有理想靈敏電流計G(內(nèi)阻不計)和定值電阻R=3Ω,水平導軌處在一豎直向上的勻強磁場區(qū)Ⅱ中,Ⅱ區(qū)中的磁場恒定不變,磁感應(yīng)強度大小為B2=1T,在t=0時刻,從斜軌上磁場I區(qū)外某處垂直于導軌水平靜止釋放一金屬棒ab,棒的質(zhì)量m=0.l kg,棒的電阻r=2Ω,棒下滑時與導軌保持良好接觸,設(shè)棒通過光滑圓弧前后速度大小不變,導軌的電阻不計.若棒在斜面上向下滑動的整個過程中,靈敏電流計指針穩(wěn)定時顯示的電流大小相等,t2時刻進入水平軌道,立刻對棒施一平行于框架平面沿水平且與桿垂直的外力.(g取10m/s2)求:

(1)ab棒進入磁場區(qū)I時速度V的大��;(2)磁場區(qū)I在沿斜軌方向上的寬度d;
(3)棒從開始運動到剛好進入水平軌道這段時間內(nèi)ab棒上產(chǎn)生的熱量Q;
(4)若棒在t2時刻進入水平導軌后,電流計G的電流I隨時間t變化的關(guān)系如圖(丙)所示(而未知),已知t2到t3的時間為0.5s,t3到t4的時間為1s,請在圖(�。┲凶鞒鰐2到t4時間內(nèi)外力大小F隨時間t變化的函數(shù)圖象.(從上向下看逆時針方向為電流正方向)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.某實驗小組利用圖1示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.

(1)下列做法正確的是AD(填字母代號).
A.調(diào)節(jié)滑輪的高度,使牽引小車的細繩與長木板保持平行
B.在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的滑動摩擦力時,將裝有砝碼的托盤通過定滑輪拴在小車上
C.實驗時,先放開小車再接通打點計時器的電源
D.通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時,不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
(2)為使托盤及托盤內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于小車運動時受到的拉力,應(yīng)滿足的條件是托盤及托盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車和小車上砝碼的總質(zhì)量.(填“遠大于”、“遠小于”或“近似等于”)
(3)實驗測得的小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表,請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖2中畫出a-F圖線.
F/N0.200.300.400.50
a/(ms-20.100.210.290.40

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.有一高度為H=20m的高臺,高臺右側(cè)15m處有一擋板,從高臺上將一小球先后兩次水平拋出.第一次將球以初速度v1=15m/s拋出,小球直接恰好越過擋板,落到水平地面上的B點;第二次以某一速度水平拋出,球先與地面碰撞一次后,也恰好越過擋板落在B點.設(shè)球與地面碰撞遵循類似光的反射定律,且反彈速度大小與碰前速度大小相等,g=10m/s2
求:(1)小球第一次拋出的水平射程OB為多少;
(2)小球第一次拋出越過擋板瞬間的速度;
(3)小球第二次將拋出到恰好越過擋板的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

1.某同學在“用單擺測定重力加速度”的實驗中進行了如下的操作:

①用游標上有10個小格的游標卡尺測量擺球直徑如圖(甲)所示,擺球直徑為2.06cm.把擺球用細線懸掛在鐵架臺上,測量擺線長,通過計算得到擺長L.
②用秒表測量單擺的周期.當單擺擺動穩(wěn)定且到達最低點時開始計時并記為n=0,單擺每經(jīng)過最低點記一次數(shù),當數(shù)到n=60時秒表的示數(shù)如圖(乙)所示,該單擺的周期是T=2.24s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
③測量出多組周期T、擺長L數(shù)值后,畫出T2-L圖象如圖(丙),此圖線斜率的物理意義是C
A.g    B.\frac{1}{g}C.\frac{{4{π^2}}}{g}D.\frac{g}{{4{π^2}}}
④與重力加速度的真實值比較,發(fā)現(xiàn)測量結(jié)果偏大,分析原因可能是D
A.振幅偏小  
B.在單擺未懸掛之前先測定其擺長
C.將擺線長當成了擺長
D.開始計時誤記為n=1
⑤該小組的另一同學沒有使用游標卡尺也測出了重力加速度.他采用的方法是:先測出一擺線較長的單擺的振動周期T1,然后把擺線縮短適當?shù)拈L度△l,再測出其振動周期T2.用該同學測出的物理量表達重力加速度為g=\frac{4{π}^{2}△l}{{{T}_{1}}^{2}-{{T}_{2}}^{2}}

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