精英家教網(wǎng)如圖所示,質(zhì)量為2kg的物塊A(可看作質(zhì)點),開始放在長木板B的左端,B的質(zhì)量為1kg,可在水平面上無摩擦滑動,兩端各有一豎直擋板M、N,現(xiàn)A、B以相同的速度v0=6m/s 向左運動并與擋板M發(fā)生碰撞.B只要與M碰后其速度立即變?yōu)?,但不與M粘接;A與M碰后沒有能量損失,碰后將接著返回向N板運動,且在與N板碰撞之前,A、B均能達到共同速度并且立即被鎖定,讓其二者一起向N板運動,與N板碰撞后A、B一并原速反向,并且立即解除鎖定.A、B之間動摩擦因數(shù)?=0.1.g取10m/s2.回答下列問題:
(1)與N板發(fā)生第一次碰撞之前A、B的共同速度大小是多少?
(2)在與N板發(fā)生第一次碰撞之前A相對于B向右滑行距離△S1是多少?
(3)通過計算,A與擋板M能否發(fā)生第二次碰撞?
(4)A和B最終停在何處?A在B上一共通過了多少路程?
分析:(1)A與M第一次碰撞后速度大小不變,對A、B組成的系統(tǒng)運用動量守恒定律,求出A、B的共同速度.
(2)對A、B組成的系統(tǒng)運用能量守恒定律求出在與N板發(fā)生第一次碰撞之前A相對于B向右滑行距離△S1
(3)B第二次與M板碰后,速度為零,A物塊在B板上做勻減速運動,根據(jù)動能定理求出A滑動最左端時的速度大小,判斷是否合理,從而得知A物塊與M板能否發(fā)生第二次碰撞.
(4)通過A物塊到達最左端的速度大小的關(guān)系,得出與M板碰后速度的通項式,以及A在B上相對運動路程的通項式,結(jié)合數(shù)學(xué)關(guān)系求出總路程的大小.
解答:解:(1)設(shè)與N發(fā)生第一次碰前,A、B共同運動速度為v1,A與M板第一次碰撞后的速度為vA1,由題意得:vA1=v0
對A、B在與M板碰后至A、B共同運動速度的過程中,由動量守恒定律得:mAvA1=(mA+mB)v1
代入數(shù)據(jù)解得:v1=
2
3
vA1=4m/s

(2)由能量守恒得:μmAg△S1=
1
2
mvA12-
1
2
(mA+mB)
v
2
1

聯(lián)立上式并代入數(shù)據(jù)解得:S1=
v
2
A1
6
=6m

(3)B第二次與M板碰后,速度為零,A物塊在B板上做勻減速運動,設(shè)A物塊能到達B板最左端,且到達最左端的速度為vA2,則由動能定理得:
1
2
mA
v
2
A2
-
1
2
mA
v
2
1
=-μmAg△S1

代入數(shù)據(jù)解得:vA2=
1
3
vA1=2m/s

由于vA2=2m/s解合理,所以A物塊與M板能發(fā)生第二次碰撞.
(4)第二次碰后A物塊的速度仍為vA2,同理經(jīng)過上述全過程到達B板最左端的速度為:vA3=
1
3
vA2
,故A,B能繼續(xù)上述過程直至A速度減為0并停在M檔板處.
同理得A物塊在B板上滑行的距離:S2=
v
2
A2
6
=
1
9
S1

依此類推:S3=
1
9
S2=
1
92
S1

△S=2(△S1+△S2+△S3+…)=2△S1(1+
1
9
+
1
92
+…)=
9
4
S1=13.5m

答:(1)與N板發(fā)生第一次碰撞之前A、B的共同速度大小是4m/s.
(2)在與N板發(fā)生第一次碰撞之前A相對于B向右滑行距離△S1是6m.
(3)A物塊與M板能發(fā)生第二次碰撞.
(4)停在M檔板處,在B上一共通過了13.5m.
點評:本題考查了動量守恒定律、能量守恒定律和動能定理的綜合運用,綜合性較強,難度較大,對學(xué)生的能力要求較高,尤其是第(4)問,通過每次碰后速度的關(guān)系進行求解.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?鄭州模擬)如圖所示,A、B兩球完全相同,質(zhì)量均為m,用兩根等長的細(xì)線,懸掛在升降機的天花板上的O點,兩球之間連著一根勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧.當(dāng)升降機以加速度a豎直向上加速運動時,兩根細(xì)線之間的夾角為θ.則彈簧的長度與原長相比縮短了( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

(1)在做“用單擺測定重力加速度”的實驗中,有人提出以下幾點建議:
A、適當(dāng)加長擺線
B、質(zhì)量相同,體積不同的擺球,應(yīng)選用體積較大的
C、單擺偏離平衡位置的角度不能太大
D、單擺偏離平衡位置時開始計時,經(jīng)過一次全振動后停止計時,用此時間間隔作為單擺擺動的周期
其中對提高測量結(jié)果精度有利的是
AC
AC

(2)有一電流表,量程為1mA,內(nèi)阻rg約為100Ω.要求測量其內(nèi)阻.可選用的器材有:電阻箱R0,最大阻值為99999.9Ω;滑動變阻器甲,最大阻值為10kΩ;滑動變阻器乙,最大阻值為2kΩ;電源E1,電動勢約為2V,內(nèi)阻不計;電源E2,電動勢約為6V,內(nèi)阻不計;開關(guān)2個,導(dǎo)線若干.
采用的測量電路圖如圖所示,實驗步驟如下:a.?dāng)嚅_S1和S2,將R調(diào)到最大;b.合上S1,調(diào)節(jié)R使滿偏;c.合上S2,調(diào)節(jié)R1使半偏,此時可認(rèn)為的的內(nèi)阻rg=R1.試問:
(ⅰ)在上述可供選擇的器材中,可變電阻R1應(yīng)該選
電阻箱R0
電阻箱R0
;為了使測量盡是精確,可變電阻R應(yīng)該選擇
滑動變阻器甲
滑動變阻器甲
;電源E應(yīng)該選擇
電源E2
電源E2

(ⅱ)認(rèn)為內(nèi)阻rg=R1,此結(jié)果與rg的真實值相比
偏小
偏小
.(填“偏大”、“偏小”、“相等”)

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精英家教網(wǎng)(1)下列說法正確的是
 

A.廣播電臺、電視臺發(fā)射無線電波時需要進行調(diào)制
B.用激光“焊接”剝落的視網(wǎng)膜利用了激光的相干性好
C.麥克耳孫-莫雷實驗結(jié)果表明:不論光源與觀察者做怎樣的相對運動,光速都是一樣的
D.經(jīng)典物理學(xué)的時空觀認(rèn)為時間和空間是脫離物質(zhì)而存在的
(2)如圖所示,一條紅色光線和另一條紫色光線,以不同的角度同時沿不同的半徑方向射入同一塊半圓形玻璃磚,其透射光線都是由圓心O點沿OC方向射出.則可知
 

A.AO是紅光,它穿過玻璃磚所需時間較長
B.AO是紫光,它穿過玻璃磚所需時間較長
C.在單縫衍射實驗中,若僅將入射光由紫光變?yōu)榧t光,則中央明紋變寬
D.在雙縫干涉實驗中,若僅將入射光由紫光變?yōu)榧t光,則中央明紋變寬
(3)如圖所示,A、B之間的距離為3L0,水平面光滑,質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點)左端精英家教網(wǎng)與勁度系數(shù)為K的輕質(zhì)彈簧連接,右端與勁度系數(shù)為2K的輕質(zhì)彈簧連接,左右兩彈簧原長均為L0,彈簧的另一端均固定在墻壁上.將物體拉離平衡位置,放手后,物體在光滑水平面上往復(fù)運動,證明物體的運動是簡諧運動并求簡諧運動的平衡位置.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)(1)有一游標(biāo)卡尺,主尺的最小分度是1mm,游標(biāo)上有20個小的等分刻度.用它測量一小球的直徑,如圖1所示的讀數(shù)是
 
mm. 如圖2,用螺旋測微器測量一根金屬絲的直徑,如圖所示的讀數(shù)是
 
mm.
(2)均勻的金屬材料樣品,截面為外方(正方形)內(nèi)圓,如圖所示.此金屬材料質(zhì)量約為0.1~0.2kg,長約30cm,電阻約為10Ω.已知這種金屬的電阻率為ρ,密度為ρ0.因管線內(nèi)徑太小,無法直接測量,請根據(jù)以下器材,設(shè)計一個實驗方案測量其內(nèi)徑d.
A.毫米刻度尺            B.螺旋測微器           C.電流表(600mA,10Ω)
D.電流表(3A,0.1Ω)   E.電壓表(3V,6kΩ)    F.滑動變阻器(2kΩ,0.5A)
G.滑動變阻器(10Ω,2A)H.直流穩(wěn)壓電源(6V,0.05Ω)  I.開關(guān)一個,帶夾子的導(dǎo)線若干
①除待測金屬材料外,應(yīng)選用的實驗器材有
 
.(只填代號字母)
②根據(jù)你設(shè)計的實驗方案在右邊的虛線框內(nèi)畫出實驗電路圖,并把所選儀器連成實際的測量電路.
精英家教網(wǎng)
③用已知的物理常量和所測得的物理量,推導(dǎo)出計算金屬管線內(nèi)徑d的表達式.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)一有界勻強磁場區(qū)域如圖所示,質(zhì)量為m、電阻為R的長方形矩形線圈abcd邊長分別為L和2L,線圈一半在磁場內(nèi),一半在磁場外,t0時刻磁場開始均勻減小,磁感強度B隨時間t的變化關(guān)系為B=B0-kt,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,僅在磁場力作用下從靜止開始運動,求:
(1)t0=0時刻矩形線圈運動的加速度.
(2)設(shè)t1=B0/2k時刻線圈cd邊恰好要進入磁場,此時線圈運動的速度為v,則此時回路電功率多大?

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同步練習(xí)冊答案