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【題目】如圖所示,一質量的長木板B靜止在光滑的水平面上,長木板B的右端與豎直擋板的距離。一個質量的小物塊A的水平初速度從長木板B的左端開始運動,當長木板B與豎直擋板發(fā)生碰撞時,小物塊A均未到達長木板B的右端。小物塊A可視為質點,與長木板B間的動摩擦因數,長木板B與豎直擋板的碰撞時間極短,且碰撞過程中無機械能損失,g。

長木板B與豎直擋板第一次碰撞前的瞬間,小物塊A和長木板B的速度各是多少?

當長木板B的速度第一次減小到0時,小物塊A和長木板B組成的系統(tǒng)中產生的內能為多少?

若最后小物塊A不從長木板B上滑下,小物塊A和長木板B的最終速度為多少?

【答案】(1) (2) (3),方向向左

【解析】試題分析:小物塊A和長木板B組成的系統(tǒng)動量守恒,取小物塊A的初速度方向為正方向,在長木板B與豎直擋板第一次碰撞前的過程,滿足守恒定律,在對長木板B,在長木板B與豎直擋板第一次碰撞前的過程,根據動能定理聯立以上即可求出小物塊A和長木板B的速度;長木板B每次與豎直擋板碰撞前后,速度大小不變,方向反向,從長木板B與豎直擋板碰撞后到長木板B的速度第一次減小到0的過程,小物塊A和長木板B組成的系統(tǒng)動量守恒,在結合動能定理即可求出內能;從長木板B與豎直擋板第一次碰撞后到長木板B第二次與豎直擋板發(fā)生碰撞前的過程,應用動量守恒定律,即可求出小物塊A和長木板B的最終速度

(1)小物塊A和長木板B組成的系統(tǒng)動量守恒,取小物塊A的初速度方向為正方向,在長木板B與豎直擋板第一次碰撞前的過程,根據動量守恒定律有

對長木板B,在長木板B與豎直擋板第一次碰撞前的過程,根據動能定理有

解得:,

(2)長木板B每次與豎直擋板碰撞前后,速度大小不變,方向反向,從長木板B與豎直擋板碰撞后到長木板B的速度第一次減小到0的過程,小物塊A和長木板B組成的系統(tǒng)動量守恒,根據動量守恒定律有

解得:

從小物塊A開始滑動到長木板B的速度第一次減小到0的過程,對系統(tǒng)根據動能定理有

解得:

(3)從長木板B與豎直擋板碰撞后,到長木板B的速度第一次減小到0的過程有

解得:

從長木板B第一次速度減小到0到長木板B第二次與豎直擋板發(fā)生碰撞前,長木板B走過的距離相等,摩擦力做功相等,獲得的速度相等,即第二次與豎直擋板碰撞前的速度仍為,從長木板B與豎直擋板第一次碰撞后到長木板B第二次與豎直擋板發(fā)生碰撞前的過程,對系統(tǒng)應用動量守恒定律有

解得:

此時,系統(tǒng)動量方向仍為正方向,長木板B會與豎直擋板發(fā)生第三次碰撞,從長木板B與豎直擋板第二次碰撞后到長木板B第三次與豎直擋板發(fā)生碰撞前的過程,對系統(tǒng)應用動量守恒定律有

解得:

此時,若最后小物塊A不從長木板B上滑下,小物塊A和長木板B最終以相同速度運動,即

解得:

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組設計了如圖甲所示實驗裝置,探究滑塊運動的加速度a和所受拉力F 的關系.在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了多組實驗,將位移傳感器和力傳感器得到的多組數據輸入計算機進行處理,得到了兩條a-F圖線①、②,如圖乙所示.

(1)實驗時,一定要進行的操作是______

A.改變托盤中砝碼的個數

B.滑塊在軌道水平和傾斜的兩種情況下必須在同一位置由靜止釋放

C.用天平測出托盤的質量

D.為減小誤差,實驗中一定要保證托盤和砝碼的質量遠小于滑塊的質量

(2)在軌道傾斜的情況下得到的a-F圖線是____.(選填①或②

(3)滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質量m=______kg;滑塊和軌道間的動摩擦因數= ___(重力加速度g10

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【題目】如圖所示兩根相距L=0.8m、電阻不計的平行光滑金屬導軌水平放置,一端與阻值R=0.3Ω的電阻相連,導軌x>0一側存在沿x方向均勻增大的的穩(wěn)恒磁場,其方向與導軌平面垂直,變化率k=0.5T/m,x=0處磁場的磁感應強度B0=0.5T.一根質量m=0.2kg、電阻r=0.1Ω的金屬棒置于導軌上,并與導軌垂直.棒在外力作用下從x=0處以初速度v0=4m/s沿導軌向右運動,運動過程中電阻消耗的功率不變.則( 。

A. 金屬棒從x=0運動到x=3m過程中安培力保持不變

B. 金屬棒從x=0運動到x=3m過程中速度一直減小

C. 金屬棒從x=0運動到x=3m過程中安培力做功的大小為12J

D. 金屬棒從x=0運動到x=3m過程中外力的平均功率為5.6W

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【題目】一列簡諧橫波在均勻介質中沿x軸傳播,t0時刻的波動圖像如圖甲所示,其中處于x1=5m處的質點A的振動圖像如圖乙所示,此時振動恰好傳播到x2=7m的質點處,AB兩點均在x軸上,兩者相距sAB=25m。求:

①這列波的傳播速度;

②從t0時刻開始10 s內質點B運動的路程和位移。

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【題目】如圖,由某種粗細均勻的總電阻為3R的金屬條制成的矩形線框abcd,固定在水平面內且處于方向豎直向下的勻強磁場B.一接入電路電阻為R的導體棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v勻速滑動,滑動過程PQ始終與ab垂直,且與線框接觸良好,不計摩擦在PQ從靠近ad處向bc滑動的過程中

A. PQ中電流先增大后減小

B. PO兩端電壓先減小后增大

C. PQ上拉力的功率先減小后增大

D. 線框消耗的電功率先增大后減小

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【題目】如圖所示的電路中,電源的電動勢為E,內阻為r。圖中R0是光敏電阻,R1是定值電阻,A是理想電流表,C是兩板帶有絕緣柄可以移動的電容器。兩個開關均未閉合時,質量為m,帶電量為+q的小球豎直懸掛在電容器中處于靜止狀態(tài),F在只閉合開關S2,下列說法正確的是

A. 帶電小球向右偏離豎直方向,保持光強不變將滑片P左移時偏角增大

B. 若滑片P不動,增大光強時電流表的示數增大,C上的電荷量增大

C. 若滑片P不動,減小光強時電源的供電效率增大

D. 閉合開關S1或減小板間正對面積時,電容器中的帶電小球偏離豎直方向的角度都是減小的

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【題目】某實驗小組用如圖所示的電路圖來測量電流表(量程2mA,內阻約為200Ω)的內阻,除待測電流表、1.5V的電源、開關和導線外,還有下列可供選擇的實驗器材:

A.定值電阻R1

B.定值電阻R2

C.滑動變阻器R3(最大阻值為20Ω)

D.滑動變阻器R4(最大阻值為1000Ω)

E.電阻箱Rx(最大阻值為999.9Ω)

F.靈敏電流計G(內阻很小可忽略)

(1)為確保安全,精準實驗;瑒幼冏杵鲬x用___________(填寫器材前對應的字母)。

(2)用筆畫線代替導線,將實物連接成實驗電路圖_______

(3)在閉合開關前滑片應擲________(ab”)端,然后移動滑動變阻器的滑片使待測表的示數適當后再不移動滑片,只調節(jié)Rx,發(fā)現當Rx=400Ω時靈敏電流計的示數正好為零;將電阻箱和待測電流表位置互換,其他不動,再次調節(jié)Rx=100Ω時靈敏電流計的示數又正好為零,由此可知待測電流表的內阻為_____Ω。

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【題目】如圖所示,半圓玻璃磚的半徑R=12cm,直徑AB與屏幕垂直并接觸于A點,A點左側屏幕上表面鍍有反射膜。激光a以入射角i=30°射向半圓玻璃磚的圓心O,結果在水平屏幕MN上出現兩個光斑,且A點左側反射光與激光a垂直。

(1)求玻璃磚的折射率;

(2)求2個光斑之間的距離;

(3)改變入射角,使屏MN上只剩一個光斑,求此光斑離A點的最長距離。

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【題目】靜止于粗糙水平面上的物體,受到方向恒定的水平拉力F的作用,拉力F的大小隨時間變化如圖甲所示。在拉力F0逐漸增大的過程中,物體的加速度隨時間變化如圖乙所示,g10m/s2。則下列說法中錯誤的是

A. 物體與水平面間的摩擦力先增大,后減小至某一值并保持不變

B. 物體與水平面間的動摩擦因數為0.1

C. 物體的質量為6kg

D. 4s末物體的速度為4m/s

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