【題目】如圖所示,光滑水平軌道上放置長板A(上表面粗糙)和滑塊C,滑塊B置于A的左端,三者質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=1kg、mC=2kg.開始時C靜止,A、B一起以v0=5m/s的速度勻速向右運動,A與C發(fā)生碰撞(時間極短)后C向右運動,經(jīng)過一段時間A、B再次達到共同速度一起向右運動,且恰好不再與C碰撞.求A與C發(fā)生碰撞后瞬間A的速度大。
【答案】解:因碰撞時間極短,A與C碰撞過程動量守恒,設(shè)碰撞后瞬間A的速度大小為vA,C的速度大小為vC,
以向右為正方向,由動量守恒定律得
mAv0=mAvA+mCvC,①
A與B在摩擦力作用下達到共同速度,設(shè)共同速度為vAB,由動量守恒定律得
mAvA+mBv0=(mA+mB) vAB②
A、B達到共同速度后恰好不再與C碰撞,應(yīng)滿足:vAB=vC ③
聯(lián)立①②③式解得:vA=2m/s.
答:A與C發(fā)生碰撞后瞬間A的速度大小是2m/s
【解析】A與C碰撞過程動量守恒列出等式,A與B在摩擦力作用下達到共同速度,由動量守恒定律列出等式,A、B達到共同速度后恰好不再與C碰撞,應(yīng)滿足速度相等.
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【題目】如圖所示,豎直平行線MN、PQ間距離為a,其間存在垂直紙面向里的勻強磁場(含邊界PQ),磁感應(yīng)強度為B,MN上O處的粒子源能沿不同方向釋放比荷為的帶負電粒子,速度大小相等、方向均垂直磁場。粒子間的相互作用及重力不計。設(shè)粒子速度方向與射線OM夾角為θ ,當粒子沿θ=60°射入時,恰好垂直PQ射出,則
A. 粒子的速率為
B. PQ邊界上有粒子射出的長度為
C. 沿θ=120°射入的粒子,在磁場中運動的時間最長
D. 從PQ邊界射出的粒子在磁場中運動的最短時間為
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【題目】假設(shè)宇宙中有兩顆相距無限遠的行星A和B,半徑分別為RA和RB。兩顆行星周圍衛(wèi)星的軌道半徑的三次方(r3)與運行周期的平方(T2)的關(guān)系如圖所示;T0為衛(wèi)星環(huán)繞行星表面運行的周期。則 ( )
A. 行星A的質(zhì)量小于行星B的質(zhì)量
B. 行星A的密度小于行星B的密度
C. 當兩行星的衛(wèi)星軌道半徑相同時,行星A的衛(wèi)星向心加速度大于行星B的衛(wèi)星向心加速
D. 行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度
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【題目】在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中,有下列實驗步驟:
①在邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水,待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上.
②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定.
③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標紙上,計算出油膜的面積,根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大。
④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù),由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積.
⑤將玻璃板放在淺盤上,然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上.
完成下列填空:
(1)上述步驟中,正確的順序是 . (填寫步驟前面的數(shù)字)
(2)將1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液;測得1cm3的油酸酒精溶液有50滴.現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上,測得所形成的油膜的面積是0.13m2 . 由此估算出油酸分子的直徑為m.(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)
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【題目】如圖,某帶負電荷的小球沿電場中一豎直電場線從A運動到B。E表示電場強度,φ 表示小球的電勢,Ep表示小球的電勢能,Ek 表示小球的動能,則下列說法正確的是
A. 小球從A點到B點一定是勻加速度運動
B. EA一定大于EB ,φA一定大于φB
C. 小球電勢能EpA大于EpB,動能EkA小于EkB
D. 小球在A點的機械能大于在B點的機械能
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【題目】如圖所示,在光滑的水平面上,有一質(zhì)量為M=3kg的薄板和質(zhì)量m=1kg的物塊,都以v=4m/s的初速度朝相反方向運動,它們之間有摩擦,當薄板的速度為2.4m/s時,物塊的運動情況是( )
A.做加速運動
B.做減速運動
C.做勻速運動
D.以上運動都有可能
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【題目】用如圖所示裝置來驗證動量守恒定律,質(zhì)量為mA的鋼球A用細線懸掛于O點,質(zhì)量為mB的鋼球B放在離地面高度為H的小支柱N上,O點到A球球心的距離為L,使懸線在A球釋放前伸直,且線與豎直線夾角為α,A球釋放后擺到最低點時恰與B球正碰,碰撞后,A球把輕質(zhì)指示針OC推移到與豎直線夾角β處,B球落到地面上,地面上鋪有一張蓋有復(fù)寫紙的白紙D,保持α角度不變,多次重復(fù)上述實驗,白紙上記錄到多個B球的落點.
(1)圖中S應(yīng)是B球初始位置到的水平距離.
(2)為了驗證兩球碰撞過程動量守恒,應(yīng)測得的物理量有S和 . (用字母表示)
(3)用測得的物理量表示碰撞前后A球、B球的動量:PA= . PA′= . PB=0.PB′= . (當?shù)氐闹亓铀俣葹間)
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【題目】如圖,虛線所示的圓形區(qū)域內(nèi)存在一垂直于紙面的勻強磁場,P為磁場邊界上的一點,大量相同的帶電粒子以相同的速率經(jīng)過P點,在紙面內(nèi)沿不同方向射入磁場,若粒子射入的速率為v1 , 這些粒子在磁場邊界的出射點分布在六分之一圓周上;若粒子射入速率為v2 , 相應(yīng)的出射點分布在三分之一圓周上,不計重力及帶電粒子之間的相互作用,則v2:v1為( 。
A.
:2
B.
:1
C.
:1
D.3:
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【題目】回旋加速器的工作原理如題15-1圖所示,置于真空中的D形金屬盒半徑為R,兩盒間狹縫的間距為d,磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場與盒面垂直,被加速粒子的質(zhì)量為m,電荷量為+q,加在狹縫間的交變電壓如題15-2圖所示,電壓值的大小為Ub。周期T= 。一束該粒子在t=0- 時間內(nèi)從A處均勻地飄入狹縫,其初速度視為零,F(xiàn)考慮粒子在狹縫中的運動時間,假設(shè)能夠出射的粒子每次經(jīng)過狹縫均做加速運動,不考慮粒子間的相互作用。求:
①出折粒子的動能 ;②粒子從飄入狹縫至動能達到 所需的總時間 ;
③要使飄入狹縫的粒子中有超過99%能射出,d應(yīng)滿足的條件.
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