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18.如圖所示,光滑水平面上有一平板車,車上固定一豎直直桿,桿的最高點(diǎn)O通過(guò)一長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩拴接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,小球的質(zhì)量與小車質(zhì)量相等,懸點(diǎn)距離地面的高度為3L,輕繩水平時(shí),小球與小車速度均為零.釋放小球,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),輕繩斷開(kāi),重力加速度為g.(小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與豎直直桿和小車不相撞)求:
(1)輕繩斷開(kāi)的瞬間,小球的速度大��;
(2)小球從釋放到落地的過(guò)程中,小車向右移動(dòng)的距離.

分析 (1)小球在向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,小球與車組成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,系統(tǒng)機(jī)械能也守恒,由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律列式,可求得小球的速度;
(2)對(duì)小球和小車系統(tǒng)根據(jù)平均動(dòng)量守恒定律可確定位移關(guān)系,由豎直方向的自由落體規(guī)律可確定小時(shí)間,則可求得小車向右移動(dòng)的距離.

解答 解:(1)小球下落過(guò)程中,小球與車組成的系統(tǒng),水平方向動(dòng)量守恒,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,設(shè)小球到最低點(diǎn)時(shí)的速率為v1,小車的速率為v2,
設(shè)小球的速度方向?yàn)檎较颍瑒t由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律可得:
  mv1-mv2=0
mgL=12mv21+12mv22
解得:v1=gL,v2=gL
故知小球在最低點(diǎn)的速度 v1=gL;
(2)小球下落的過(guò)程中,設(shè)車向右移動(dòng)的距離為x2,小球向左移動(dòng)的距離為x1,則有:
  mx1=mx2
且x1+x2=L                                         
聯(lián)立解得:x2=L2
輕繩斷開(kāi)后,設(shè)小球從最低點(diǎn)到落到地面經(jīng)歷的時(shí)間為t,
則有 2L=12gt2                                       
從繩斷到小球落地,車向右運(yùn)動(dòng)的距離為 x2′=v2t
聯(lián)立解得  x2′=2L     
所以,小車向右總位移為 x=x2+x2′=2.5L
答:
(1)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速度大小為gL;
(2)小球從釋放到落地的過(guò)程中,小車向右移動(dòng)的距離為2.5L.

點(diǎn)評(píng) 本題是動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律的綜合應(yīng)用,在解題時(shí)要注意明確動(dòng)量守恒的條件,同時(shí)注意分析過(guò)程,明確物理規(guī)律的應(yīng)用.要注意小球下擺過(guò)程中,系統(tǒng)的總動(dòng)量并不守恒,只有水平方向動(dòng)量守恒.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

8.如圖所示,質(zhì)量為m的物體在水平傳送帶上由靜止釋放,傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),始終保持以速度v勻速運(yùn)動(dòng),物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物體過(guò)一會(huì)兒能保持與傳送帶相對(duì)靜止,對(duì)于物體從靜止釋放到剛相對(duì)靜止這一過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.物體受到靜摩擦力
B.物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為vμg
C.物體相對(duì)地面的位移為v2μg
D.傳送帶上留下的摩擦痕跡長(zhǎng)度為v22μg

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

9.在足夠高處將質(zhì)量m=0.5kg的小球沿水平方向拋出,已知在拋出后第2s末時(shí)小球速度大小為25m/s,g取10m/s2,求:
(1)2s內(nèi)小球下降的豎直高度h;
(2)小球拋出時(shí)的水平初速度大小;
(3)拋出后第2s末時(shí)重力瞬時(shí)功率.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

6.如圖所示,固定的光滑斜面頂端有一定滑輪,繞過(guò)定滑輪的輕繩一端與斜面底端的木塊相連,另一端繞過(guò)定滑輪與一小鐵球相連,小球球心與斜面頂端等高.若由靜止釋放木塊,小球落地后不再反彈,木塊恰好能運(yùn)動(dòng)到斜面頂端.不計(jì)一切摩擦,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,木塊和小球都可看做質(zhì)點(diǎn).已知斜面傾角θ=37°,斜面頂端到地面的高度H=0.5m,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,則木塊上滑過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.小球的落地速度是2m/s
B.小球經(jīng)0.5s落地
C.木塊與小球的質(zhì)量之比是5:3
D.木塊加速階段的平均速度大于減速階段的平均速度

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

13.一個(gè)半圓柱形玻璃磚,其橫截面是半徑為R的半圓,AB為半圓的直徑,O為圓心,如圖所示,玻璃的折射率n=2
①一束平行光垂直射向玻璃磚的下表面,若光線到達(dá)上表面后,有一部分光不能從上表面射出,則不能從上表面射出的入射光束在AB上的最大寬度;
②一細(xì)束光線在O點(diǎn)左側(cè)與O相距22R處垂直于AB從下方入射,求此光線在玻璃磚中的傳播時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

3.某同學(xué)做了一個(gè)力學(xué)實(shí)驗(yàn),如圖所示,將一金屬球通過(guò)一輕質(zhì)彈簧懸掛于O點(diǎn),并用一水平方向的細(xì)繩拉住,然后將水平細(xì)繩剪斷,經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),水平細(xì)繩剪斷后金屬球在第一次向左擺動(dòng)以及回?cái)[過(guò)程的一段運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示.根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡以及相關(guān)的物理知識(shí),該同學(xué)得出以下幾個(gè)結(jié)論,其中正確的是( �。�
A.水平細(xì)繩剪斷瞬間金屬球的加速度方向一定水平向左
B.金屬球運(yùn)動(dòng)到懸點(diǎn)O正下方時(shí)所受合力方向豎直向上
C.金屬球速度最大的位置應(yīng)該在懸點(diǎn)O正下方的左側(cè)
D.金屬球運(yùn)動(dòng)到最左端時(shí)速度為零,而加速度不為零

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

10.利用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)能同時(shí)測(cè)量測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻和一個(gè)未知電阻Rx阻值的實(shí)驗(yàn)電路.
A.待測(cè)電源E(電動(dòng)勢(shì)略小于6V,內(nèi)阻不足1Ω)
B.電壓表V1(量程6V,內(nèi)阻約6KΩ)
C.電壓表V2(量程3V,內(nèi)阻約3KΩ)
D.電流表A(量程0.6A,內(nèi)阻約0.5Ω)
E.未知電阻Rx(約5Ω)
F.滑動(dòng)變阻器(最大阻值20Ω)
G.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線
(1)在圖中的虛線框內(nèi)畫出完整的實(shí)驗(yàn)原理圖;
(2)實(shí)驗(yàn)中開(kāi)關(guān)閉合后,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片,當(dāng)電壓表V1的示數(shù)分別為U1、U1’時(shí),電壓表V2兩次的示數(shù)之差為△U2,電流表A兩次的示數(shù)分別為I、I’.由此可求出未知電阻Rx的阻值為|U2II|,電源的電動(dòng)勢(shì)E=IU1IU1II,內(nèi)阻r=U1U1II.(用題目中給定的字母表示)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

1.在傾角為θ=37°的足夠長(zhǎng)的斜面上,有一質(zhì)量m=1kg的物體,物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5,物體受到沿斜面向上的拉力F=12N的作用,并從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)2s繩子突然斷了,試求:斷繩后多長(zhǎng)時(shí)間物體的速度大小達(dá)到12m/s及此時(shí)物體距出發(fā)點(diǎn)的距離?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

2.豎直升空的火箭,其v-t圖象如圖所示,由圖可知以下說(shuō)法中正確的是( �。�
A.火箭上升的最大高度為48000m
B.火箭在第0-40s向上運(yùn)動(dòng),在第40-120s向下運(yùn)動(dòng)
C.火箭在0-120s內(nèi)一直向上運(yùn)動(dòng)
D.火箭上升過(guò)程中的加速度始終是20m/s2

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