【題目】如圖所示的裝置由三部分組成,傳送帶左邊是光滑的水平面,一輕質(zhì)彈簧左端固定,右端連接著質(zhì)量M=3.0kg的物塊A,開始物塊A靜止。裝置的中間是水平傳送帶,它與左右兩邊的臺面等高,并平滑對接,傳送帶以u=2.0m/s的速度逆時針轉(zhuǎn)動。傳送帶的右邊是一位于豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道,最低點為C,最高點為D,半徑R=1.25m。從D點正上方h高處無初速釋放質(zhì)量為m=1.0kg的物塊B,BD點進入圓軌道,物塊BA只發(fā)生一次碰撞,且為彈性正碰。已知B與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,傳送帶長l=4m,取g=10m/s2。求:

(1)物塊BA碰撞后彈簧的最大彈性勢能;

(2)物塊B對圓軌道的最大壓力;

(3)物塊B釋放點距D點的高度h

【答案】124J274N,方向豎直向下;(32.75m

【解析】

(1)如果BA只發(fā)生一次碰撞,則B碰后返回圓軌道最低點C的速度為0,B碰后速度為v1,碰后返回C點過程

解得

v1=4m/s

BA碰前速度為v,A碰后速度為v2,由動量守恒定律得

mv=mv1+Mv2

由機械能守恒定律得

解得

v=8m/s,v2=4m/s

物塊A的速度為零時彈簧壓縮量最大,彈簧彈性勢能最大,由能量守恒定律得:

(2)設物塊B在圓軌道最低點的速度大小為v0,從C到與A相碰過程因碰前速度

v=8m/s2m/s,物塊在帶上減速運動

在圓弧最低點C,由牛頓第二定律得

解得

F=74N

由牛頓第三定律可知,物塊B對軌道的壓力大小

F′=F=74N

方向豎直向下

(3)由釋放點到BA碰撞過程由動能定理

解得

h=2.75m

練習冊系列答案
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【題目】地心隧道是根據(jù)凡爾納的《地心游記》所設想出的一條假想隧道,它是一條穿過地心的筆直隧道,如圖所示。假設地球的半徑為R,質(zhì)量分布均勻,地球表面的重力加速度為g。已知均勻球殼對殼內(nèi)物體引力為零。

(ⅰ)不計阻力,若將物體從隧道口靜止釋放,試證明物體在地心隧道中的運動為簡諧運動;

(ⅱ) 理論表明:做簡諧運動的物體的周期T=2π,其中,m為振子的質(zhì)量,物體的回復力為F=kx。求物體從隧道一端靜止釋放后到達另一端需要的時間t (地球半徑R = 6400km,地球表面的重力加速為g = 10m/ s2 )。

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【題目】某學習小組通過如圖甲所示實驗裝置來驗證動量守恒定律。A是固定在水平桌面上光滑的斜槽,斜槽末端與水平桌面平行,B是氣墊導軌,C是光電門,D是帶有小孔的滑塊(孔內(nèi)粘有膠帶,小球進入小孔即粘在膠帶上),滑塊上方有一窄擋光片。實驗前將斜槽固定在水平桌面上,調(diào)整氣墊導軌的高度,使滑塊小孔與斜槽末端在同一高度處,同時調(diào)整氣墊導軌水平,多次改變小球釋放高度h,得到擋光片通過光電門的時間t,做出圖象。小球質(zhì)量為m,滑塊總質(zhì)量為m0,擋光片寬度為d,重力加速度為g

1)用螺旋測微器測量擋光片的寬度,如圖乙所示,寬度d=______cm

2)只要滿足關系式h=______(用題中所給的物理量符號表示),就可以說明在誤差允許范圍內(nèi)碰撞過程動量守恒

3)如果圖象是一條過原點的________(填寫“傾斜直線”或“拋物線”),同樣可以驗證動量守恒

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【題目】如圖所示,導體棒原來不帶電,將電荷量為Q的正點電荷放在棒左側(cè)O處,當棒達到靜電平衡后,棒上的感應電荷在棒內(nèi)A點處產(chǎn)生的場強為E1。下列說法正確的是( 。

A.E1的大小與電荷量Q成正比

B.E1的方向沿OA連線向右

C.在導體棒內(nèi)部,離O點越遠場強越小

D.O點放置電荷量為2Q的點電荷,A點的場強為2E1

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學用如圖所示的裝置做驗證動量守恒定律的實驗,操作步驟如下:

固定斜槽,并使軌道的末端水平;

在一塊平木板表面先后釘上白紙和復寫紙,將該木板豎直并貼緊槽口,讓小球a從斜槽軌道上某固定點由靜止開始滾下,撞到木板,在白紙上留下壓痕O

將木板向右平移適當距離,再使小球a從原固定點由靜止釋放,撞到木板,在白紙上留下壓痕B;

把半徑相同的小球b放在斜槽軌道水平段的右邊緣,讓小球a仍從原固定點由靜止開始滾下,與b球相碰后,兩球撞在木板上,在白紙上留下壓痕AC;

(1)本實驗必須測量的物理量是_______(填序號字母);

A、小球a、b的質(zhì)量

B、小球ab的半徑r

C、斜槽軌道末端到木板的水平距離x

D、a的固定釋放點到斜槽軌道末端的高度差H

E、記錄紙上O點到A、BC的距離h1、h2、h3

(2)(1)中所測得的物理量來表示兩球碰撞過程動量守恒,其表達式為_______;

(3)對該實驗的探究結(jié)果沒有影響的是_______。(填序號字母)

A、木板是否豎直

B、斜槽軌道末端部分是否水平

C、斜槽軌道是否光滑

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【題目】火星是太陽的類地行星,直徑約為地球的53%,質(zhì)量為地球的11%,地球繞太陽運動的半長軸記作1天文單位,火星繞太陽運動的半長軸152天文單位。火衛(wèi)一是火星的天然衛(wèi)星。下列說法正確的是

A. 月球繞地球做圓周運動的線速度比地球同步衛(wèi)星的線速度大

B. 地球表面附近的近地衛(wèi)星向心加速度是火星表面附近的近地衛(wèi)星向心加速度的5

C. 火星繞太陽公轉(zhuǎn)一周約為地球公轉(zhuǎn)時間的兩倍

D. 月球繞地球做圓周運動的半徑為R1,周期為T1,火衛(wèi)一"繞火星做圓周運動的半徑為R2,周期為T2,則

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【題目】(1)“探究平拋物體的運動規(guī)律實驗的裝置如圖甲所示。下列說法正確的是________;

A.斜槽必須是光滑的,且末端切線調(diào)成水平

B.每次釋放小球必須從斜槽同一位置由靜止釋放

C.將球的位置記錄在坐標紙上后,取下坐標紙,用直尺將所有點連成折線

D.小球運動時不應與豎直面上的坐標紙相接觸

(2)探究求合力的方法實驗中,需要將橡皮條的一端固定在水平木板上,另一端系上兩根細繩,細繩的另一端都有繩套,如圖乙所示。

①下列實驗操作正確的是________;

A.用一個彈簧測力計與用兩個彈簧測力計拉橡皮條時,只要滿足橡皮條的長度相等

B.拉橡皮條時,彈簧測力計、橡皮條、細繩應貼近木板且與木板平面平行

C.實驗中,兩根細繩必須等長

D.實驗中,只需記下彈簧測力計的讀數(shù)

②實驗中,彈簧測力計的示數(shù)如圖丙所示,則圖中彈簧測力計的讀數(shù)為________N;

③某次實驗中,若兩個彈簧測力計的讀數(shù)均為4N,且兩彈簧測力計拉力的方向相互垂直,則________(選填不能)用一個量程為5N的彈簧測力計測量出它們的合力,理由是__________。

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【題目】如圖所示,某透明介質(zhì)的截面由直角三角形AOC和圓心為O、半徑為R的四分之一圓BOC組成,其中∠OAC=53°.現(xiàn)讓一組平行光由AB邊上OD部分垂直射介質(zhì)。已知該介質(zhì)的折射率n=,光在真空中的傳播速度為c,sin53°=0.8,cos53°=0.6

i)若讓這組平行光均能從BC邊出射,求這組平行光的最大寬度;

ii)若OD=0.6R,由D點人射的光線將途經(jīng)AC邊上E點,且AE=0.65R,求該光線在介質(zhì)中的傳播時間。(結(jié)果可用根號表示)

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【題目】如圖,S是波源,振動頻率為100Hz,產(chǎn)生的簡諧橫波向右傳播,波速為40m/s。波在傳播過程中經(jīng)過P、Q兩點,已知P、Q的平衡位置之間相距0.6m。下列判斷正確的是( 。

A.Q點比P點晚半個周期開始振動

B.Q點的位移最大時,P點的位移最小

C.Q點的運動方向與P點的運動方向可能相同

D.Q點通過平衡位置時,P點也通過平衡位置

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