1.如圖,輕質(zhì)細(xì)桿上端固定在O處的水平轉(zhuǎn)軸上,下端連接一質(zhì)量可忽略的力傳感器P(可測(cè)出細(xì)桿所受拉力或壓力大。┖唾|(zhì)量m=1kg的小球,小球恰好沒(méi)有觸及水平軌道.輕桿可繞O處的轉(zhuǎn)軸無(wú)摩擦在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),小球的軌道半徑R=0.5m.在水平軌道左側(cè)某處A固定一高度H=1.5m的光滑曲面,曲面底端與水平軌道平滑連接.質(zhì)量與小球相同的物塊從曲面頂端由靜止釋放,物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ=0.5,物塊滑到B處時(shí)與小球發(fā)生彈性正碰,碰后小球連桿繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng).重力加速度g=10m/s2
(1)若AB間的距離s=1m,求物塊與小球碰后瞬間力傳感器顯示的力的大小.
(2)多次改變光滑曲面在水平軌道左側(cè)的位置并固定,每次都使物塊從曲面頂端由靜止釋放,若有兩次小球通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí)力傳感器中顯示力的大小都為6N,求這兩次AB間的距離s1和s2

分析 (1)根據(jù)動(dòng)能定理求出B點(diǎn)的速度,根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒求出碰后的速度,結(jié)合牛頓第二定律求出物塊與小球碰后瞬間力傳感器顯示的力的大。
(2)小球在最高點(diǎn)會(huì)表現(xiàn)為拉力,或表現(xiàn)為支持力,根據(jù)牛頓第二定律求出在最高點(diǎn)的速度大小,結(jié)合動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒求出AB間的距離.

解答 解:(1)設(shè)物塊從靜止釋放運(yùn)動(dòng)到B處的速度為v0,由動(dòng)能定理得
$mgH-μmgs=\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}$,
設(shè)物塊與小球碰后的速度分別為v和v1,規(guī)定物塊初速度的方向?yàn)檎较,由?dòng)量守恒和動(dòng)能守恒可得
mv0=mv+mv1,
$\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}=\frac{1}{2}m{v}^{2}+\frac{1}{2}m{{v}_{1}}^{2}$,
由牛頓第二定律得F-mg=$m\frac{{{v}_{1}}^{2}}{R}$            
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得力傳感器顯示的力大小 F=50N      
(2)設(shè)小球從B運(yùn)動(dòng)到C處時(shí)速度為v2,由機(jī)械能守恒定理得
$\frac{1}{2}m{{v}_{1}}^{2}=mg•2R+\frac{1}{2}m{{v}_{2}}^{2}$,
①若C處細(xì)桿對(duì)小球作用力為拉力,由牛頓第二定律得
$mg+F=m\frac{{{v}_{2}}^{2}}{R}$,
將F=6N代入聯(lián)立解得   s1=0.2m      
②若C處細(xì)桿對(duì)小球作用力為支持力,由牛頓第二定律得
$mg-F=m\frac{{{v}_{2}}^{2}}{R}$
將F=6N代入聯(lián)立解得  s2=0.8m        
答:(1)物塊與小球碰后瞬間力傳感器顯示的力的大小為50N.
(2)這兩次AB間的距離s1和s2分別為0.2m、0.8m.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了動(dòng)量守恒、能量守恒、機(jī)械能守恒、動(dòng)能定理、牛頓第二定律的綜合運(yùn)用,知道彈性碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒、能量守恒,以及知道最高點(diǎn)桿子可以表現(xiàn)為拉力,也可以表現(xiàn)為支持力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

11.如圖所示,豎直平面內(nèi)固定一個(gè)半徑為R的半圓形軌道ABC,左端口A和右端口C與圓心O在同一水平面上,M、N為右端口C正上方兩點(diǎn),到右端口C的距離分別為2R和R,現(xiàn)將一小球從M點(diǎn)靜止釋放,小球從左端口飛出后到達(dá)最高處D點(diǎn),D點(diǎn)與半圓軌道的最低點(diǎn)B的豎直高度差為2R,接著小球又豎直下落返回進(jìn)入圓弧軌道,若不考慮空氣阻力,則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.小球返回軌道后能沿軌道一直運(yùn)動(dòng),并上升到N點(diǎn)
B.小球返回軌道后沿軌道運(yùn)動(dòng)可能到不了C點(diǎn)
C.小球返回軌道后沿軌道運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí),速度一定大于零
D.若將小球從N點(diǎn)靜止釋放,則小球恰能運(yùn)動(dòng)到左端口A處

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

12.如圖所示,在波的傳播方向上有相距1m的6個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c、d、e、f均靜止在各自的平衡位置,一列橫波以1m/s的水平速度向右傳播.此波在t=0時(shí)刻到達(dá)a質(zhì)點(diǎn),a質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始由平衡位置向下振動(dòng),t=1s時(shí)質(zhì)點(diǎn)a第一次到達(dá)最低點(diǎn),則在8s<t<9s這段時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法正確的是( 。
A.質(zhì)點(diǎn)c的加速度逐漸增大B.質(zhì)點(diǎn)d向下運(yùn)動(dòng)
C.質(zhì)點(diǎn)b的速度逐漸減小D.質(zhì)點(diǎn)f的振幅逐漸變小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

9.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.只知道水蒸氣的摩爾體積和水分子的體積,不能計(jì)算出阿伏加德羅常數(shù)
B.硬幣或鋼針能浮于水面上,是由于液體表面張力的作用
C.晶體一定具有固定的熔點(diǎn)、規(guī)則的幾何外形和物理性質(zhì)的各向異性
D.影響蒸發(fā)快慢以及影響人們對(duì)干爽與潮濕感受的因素是空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓的差距
E.隨著科技的發(fā)展,將來(lái)可以利用高科技手段,將散失在環(huán)境中的內(nèi)能重新收集起來(lái)加以利用而不引起其他變化

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.如圖,粗糙絕緣水平面上O、A、B、C四點(diǎn)共線,在O點(diǎn)固定一帶正電小球Q,在A點(diǎn)由靜止釋放帶正電小金屬塊P(可視為質(zhì)點(diǎn)),P沿OC連線運(yùn)動(dòng),到B點(diǎn)時(shí)速度最大,最后停止在C點(diǎn).則( 。
A.A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì)
B.P在由A向C運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,電勢(shì)能一直增大
C.在B點(diǎn)P所受的滑動(dòng)摩擦力等于庫(kù)侖力
D.從B到C的過(guò)程中,P的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.四輛小車從同一地點(diǎn)向同一方向運(yùn)動(dòng)的情況分別如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.甲車做直線運(yùn)動(dòng),乙車做曲線運(yùn)動(dòng)
B.這四輛車均從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)
C.在0~t2時(shí)間內(nèi),丙、丁兩車在時(shí)刻t2相距最遠(yuǎn)
D.在0~t2時(shí)間內(nèi),丙、丁兩車間的距離先增大后減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

13.如圖甲所示是測(cè)量阻值約幾十歐的未知電阻Rx的原理圖,R1是電阻箱(0-99.9Ω),R是滑動(dòng)變阻器,A1和A2是電流表,E是電源(電動(dòng)勢(shì)12V,內(nèi)阻忽略不計(jì)).

在保證安全和滿足要求的情況下,使測(cè)量范圍盡可能大,具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①閉合S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R和電阻箱R1,使A2示數(shù)I2=0.20A,記下此時(shí)電阻箱的阻值R1和A1的示數(shù)I1;
②重復(fù)步驟①且使A2示數(shù)仍為I2=0.20A,測(cè)量多組R1和I1值;
③將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上描點(diǎn),如圖乙所示.
根據(jù)實(shí)驗(yàn)回答以下問(wèn)題:
(1)現(xiàn)有四只供選用的電流表:
A.電流表(0-3mA,內(nèi)阻為2.0Ω )     B.電流表(0-3mA,內(nèi)阻未知)
C.電流表(0-0.3A,內(nèi)阻為10Ω)      D.電流表(0-0.3A,內(nèi)阻未知)
請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程判斷A1應(yīng)選用D,A2應(yīng)選用C(填寫選項(xiàng)字母).
(2)在圖乙中的坐標(biāo)紙上畫出R1與$\frac{I}{{I}_{1}}$的關(guān)系圖.
(3)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出Rx=40Ω.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

10.如圖所示為研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)電路,電源的兩個(gè)電極分別與接線柱c、d連接.用一定頻率的單色光a照射光電管時(shí),靈敏電流計(jì)G的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),而用另一頻率的單色光b照射該光電管時(shí),靈敏電流計(jì)G的指針不偏轉(zhuǎn).下列說(shuō)法正確的是(  )
A.a光的頻率一定大于b光的頻率
B.電源正極可能與c接線柱連接
C.用b光照射光電管時(shí),一定沒(méi)有發(fā)生光電效應(yīng)
D.若靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),則電流方向一定是由e→G→f
E.若增加a光的強(qiáng)度,則單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)增加,逸出的光電子最大初動(dòng)能變大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

11.用豎直向上的拉力將20kg的物體從靜止開(kāi)始以2m/s2的加速度提升4m時(shí),拉力的瞬時(shí)功率為(g=10m/s2)( 。
A.480WB.960WC.800WD.320W

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同步練習(xí)冊(cè)答案