【題目】某種彈射裝置的示意圖如圖所示,光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處于傾斜傳送帶理想連接,傳送帶長度L=15.0m,皮帶以恒定速率v=5m/s順時針轉(zhuǎn)動,三個質(zhì)量均為m=1.0kg的滑塊A、B、C置于水平導(dǎo)軌上,B、C之間有一段輕彈簧剛好處于原長,滑塊B與輕彈簧連接,C未連接彈簧,B、C處于靜止?fàn)顟B(tài)且離N點足夠遠,現(xiàn)讓滑塊A以初速度v0=6m/s沿B、C連線方向向B運動,A與B碰撞后粘合在一起.碰撞時間極短,滑塊C脫離彈簧后滑上傾角θ=37°的傳送帶,并從頂端沿傳送帶方向滑出斜拋落至地面上,已知滑塊C與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.8,重力加速度g=10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)滑塊A、B碰撞時損失的機械能;
(2)滑塊C在傳送帶上因摩擦產(chǎn)生的熱量Q;
(3)若每次實驗開始時滑塊A的初速度v0大小不相同,要使滑塊C滑離傳送帶后總能落至地面上的同一位置,則v0的取值范圍是什么?(結(jié)果可用根號表示)
【答案】
(1)解:A與B位于光滑的水平面上,系統(tǒng)在水平方向的動量守恒,設(shè)A與B碰撞后共同速度為v1,選取向右為正方向,對A、B有:
mv0=2mv1…①
碰撞時損失機械能 …②
解得△E=9J
答:滑塊A、B碰撞時損失的機械能是9J
(2)解:設(shè)A、B碰撞后,彈簧第一次恢復(fù)原長時AB的速度為vB,C的速度為vC.
由動量守恒:2mv1=2mvB+mvC…③
由機械能守恒: …④
解得:vc=4m/s
C以vc滑上傳送帶,假設(shè)勻加速的直線運動位移為S時與傳送帶共速,由運動學(xué)公有:
式
結(jié)合: ,
聯(lián)立解得:x=11.25m<L
加速運動的時間為t,有: …⑤
所以相對位移△x=vt﹣x
代入數(shù)據(jù)得:△x=1.25m…⑥
摩擦生熱Q=umgcosθ△x=8J
答:滑塊C在傳送帶上因摩擦產(chǎn)生的熱量是8J
(3)解:設(shè)A的最大速度為vmax,滑塊C與彈簧分離時C的速度為vc1,AB的速度為vB1,則C在傳送帶上一直做加速度為a2的勻減速直線運動直到P點與傳送帶共速,有: …⑦
加速度:
解得:
設(shè)A的最小速度為vmin,滑塊C與彈簧分離時C的速度為vC2,AB的速度為vB1,則C在傳送帶上一直做加速度為a1的勻加速直線運動直到P點與傳送帶共速,有: …⑧
解得: .
對A、B、C和彈簧組成的系統(tǒng)從AB碰撞后到彈簧第一次恢復(fù)原長的過程中,有:
mvmax=2mvB1+mcC1…⑨
機械能守恒: …⑩
解得 ,
同理,
所以
答:若每次實驗開始時滑塊A的初速度v0大小不相同,要使滑塊C滑離傳送帶后總能落至地面上的同一位置,則v0的取值范圍是
【解析】(1)A、B碰撞過程水平方向的動量守恒,由此求出二者的共同速度;由功能關(guān)系即可求出損失的機械能;(2)A、B碰撞后與C作用的過程中ABC組成的系統(tǒng)動量守恒,應(yīng)用動量守恒定律與能量守恒定律可以求出C與AB分開后的速度,C在傳送帶上做勻加速直線運動,由牛頓第二定律求出加速度,然后應(yīng)用勻變速直線運動規(guī)律求出C相對于傳送帶運動時的相對位移,由功能關(guān)系即可求出摩擦產(chǎn)生的熱量.(3)應(yīng)用動量守恒定律、能量守恒定律與運動學(xué)公式可以求出滑塊A的最大速度和最小速度.
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【題目】如圖所示,平行板電容器與電動勢為E的直流電源(內(nèi)阻不計)連接,下極板接地.一帶電油滴位于電容器中的P點且恰好處于平衡狀態(tài).現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向上移動一小段距離( )
A. P點的電勢將降低
B. 帶電油滴將沿豎直方向向上運動
C. 帶電油滴的電勢能將減小
D. 若電容器的電容減小,則極板帶電量將增大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】物體是由大量分子組成的,分子非常微小,在《用油膜法估測分子大小》的實驗中,利用許多不溶性的長鏈脂肪酸在適當(dāng)溶劑的幫助下能在水面上鋪開,會形成厚度為一個分子的表面膜的特性,將微觀量的測量轉(zhuǎn)化為宏觀量的測量.
①實驗中,如果油酸酒精溶液體積濃度為b,N滴油酸酒精溶液的總體積為V,如果1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面積為S,則估算油酸分子直徑大小的表達式為d=_______.
②實驗中,把玻璃板蓋在淺盤上描出油酸膜的輪廓,如圖所示,圖中正方形小方格的邊長為1cm,則油酸膜的面積是_______cm2.
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【題目】如圖,一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a出發(fā),經(jīng)過等容過程ab到達狀態(tài)b,再經(jīng)過等溫過程bc到達狀態(tài)c,最后經(jīng)等壓過程ca回到狀態(tài)a。下列說法錯誤的是( )
A. 在過程ab中氣體的內(nèi)能增加
B. 在過程ca中外界對氣體做功
C. 在過程ab中氣體對外界做功
D. 在過程bc中氣體從外界吸收熱量
E. 在過程ca中氣體從外界吸收熱量
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【題目】關(guān)于功率公式 P= 和 P=Fv,下列說法正確的是( )
A.由P= 知,只要知道 W 和 t 就可求出任意時刻的功率
B.由 P=Fv 只能求某一時刻的瞬時功率
C.由 P=Fv 知汽車的功率與它的速度成正比
D.由 P=Fv 知當(dāng)汽車發(fā)動機功率一定時,牽引力與速度成反比
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【題目】如圖a所示,為一間距d足夠大的平行金屬板,板間加有隨時間變化的電壓(如圖b所示),設(shè)和已知,且t=0時,A板電勢比B板高.A板上O處有一靜止的帶正電的粒子,其帶電量為q,質(zhì)量為m(不計重力),則下列說法正確的是
A. 若,在t=0時刻釋放該帶電粒子,該粒子一直向右運動
B. 若,在t=0時刻釋放該帶電粒子,該粒子先向右運動,后向左運動
C. 若,在t=0時刻釋放該帶電粒子,則該粒子在時刻的速度為零
D. 若,在t=0時刻釋放該帶電粒子,則該粒子在時刻剛好回到出發(fā)點
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在一端封閉的光滑細玻璃管中注滿清水,水中放一紅蠟塊R(R視為質(zhì) 點).將玻璃管的開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合,在紅蠟塊R從坐標原點勻速上浮的同時,玻璃管沿x軸正向做初速度為零的勻加速直線運動,合速度的方向與y軸夾角為α.則紅蠟塊R的( )
A.分位移y與分位移x成正比
B.合速度v的大小與時間t成正比
C.分位移y的平方與分位移x成正比
D.tanα與時間t成正比
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】以下敘述中正確的是( ).
A.重力對物體做功越多,物體的重力勢能越少
B.物體克服重力做功越多,物體的重力勢能越少
C.重力對物體不做功,物體的重力勢能一定為零
D.物體沒克服重力做功,物體的重力勢能一定為零
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