【題目】如圖所示，質(zhì)量為、半徑為的質(zhì)量分布均勻的圓環(huán)靜止在粗糙的水平桌面上，一質(zhì)量為的光滑小球以水平速度通過(guò)環(huán)上的小孔正對(duì)環(huán)心射入環(huán)內(nèi)，與環(huán)發(fā)生第一次碰撞后到第二次碰撞前小球恰好不會(huì)從小孔中穿出．假設(shè)小球與環(huán)內(nèi)壁的碰撞為彈性碰撞，只考慮圓環(huán)與桌面之間的摩擦，且粗糙程度各處相同．求：

①第一次碰撞后圓環(huán)的速度；

②第二次碰撞前圓環(huán)的位移；

③圓環(huán)通過(guò)的總位移．

【答案】①；②；③．

【解析】

①設(shè)第一次剛碰撞完，小球和環(huán)各自的速度大小分別為和，取向左為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律，有：

整理可以得到：，．

②第一次碰撞后經(jīng)過(guò)時(shí)間，小球恰好未從小孔中穿出，即此時(shí)二者共速，均為v1，

由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律：

對(duì)圓環(huán)，由動(dòng)量定理：

聯(lián)立解得：

假設(shè)環(huán)在第二次碰撞前已停止，其位移由動(dòng)能定理：解得

此時(shí)小球的位移，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律：

假設(shè)成立，所以在第二次碰撞前環(huán)的位移為

③多次碰撞后小球和環(huán)最終靜止，設(shè)圓滑受到的摩擦力為，通過(guò)的總位移為，系統(tǒng)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為摩擦生熱：

聯(lián)立解得，圓環(huán)通過(guò)的總位移為：．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用圖甲所示的電路，測(cè)定一節(jié)舊干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻。除電池、開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線外，可供使用的實(shí)驗(yàn)器材還有：

雙量程電流表：A（量程0~0.6A，0~3A）

雙量程電壓表：V（量程0~3 V，0~15 V）

滑動(dòng)變阻器：R1（阻值范圍0~10Ω，額定電流2A），R2（阻值范圍0~100 Ω，額定電流1A）

(1)為了調(diào)節(jié)方便，測(cè)量精度更高，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用電流表的量程為_______A，電壓表的量程為________V，應(yīng)選用滑動(dòng)變阻器________（填寫(xiě)滑動(dòng)變阻器符號(hào)）。

(2)根據(jù)圖甲將圖乙中的實(shí)物正確連接，注意閉合開(kāi)關(guān)時(shí)滑動(dòng)變阻器的滑片P應(yīng)處于正確的位置并選擇正確的電表量程進(jìn)行連線________。

(3)通過(guò)多次測(cè)量并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I和電壓表示數(shù)U，利用這些數(shù)據(jù)在圖丙中畫(huà)出了U－I圖線。由圖線可以得出此干電池的電動(dòng)勢(shì)E=____V（保留3位有效數(shù)字），內(nèi)電阻r=______Ω（保留2位有效數(shù)字）。

(4)引起該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差的主要原因是______。

A.由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電源實(shí)際輸出的電流小

B.由于電壓表的分流作用造成電流表讀數(shù)總是比電源實(shí)際輸出的電流大

C.由于電流表的分壓作用造成電壓表讀數(shù)總是比路端電壓小

D.由于電流表的分壓作用造成電壓表讀數(shù)總是比路端電壓大

(5)某同學(xué)利用如圖所示的電路測(cè)定干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻，經(jīng)過(guò)正確的操作獲得了若干組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，據(jù)此描繪出的U-I圖像（其中U、I分別為電壓表和電流表的讀數(shù)）如下圖中的實(shí)線所示，虛線表示該電池兩端的電壓與流經(jīng)電池電流的關(guān)系圖線，下列圖像合理的是_______。

(6)為了分析本實(shí)驗(yàn)的誤差，某同學(xué)自學(xué)了等效電壓源定理：任何一個(gè)含有電源的二端網(wǎng)絡(luò)（即圖中的“有源網(wǎng)絡(luò)”）可以等效為一個(gè)電壓源，等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)等于該網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)路電壓，即a、b兩點(diǎn)開(kāi)路時(shí)的路端電壓，等效電壓源的內(nèi)阻等于從網(wǎng)絡(luò)兩端看有源網(wǎng)絡(luò)的總電阻，此時(shí)電源僅當(dāng)做阻值為其自身內(nèi)阻的一個(gè)定值電阻。請(qǐng)你用該方法分析本實(shí)驗(yàn)電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻的測(cè)量值E'、r'與真實(shí)值E、r的大小關(guān)系_______。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，xOy坐標(biāo)系中，將一負(fù)檢驗(yàn)電荷Q由y軸上a點(diǎn)移至x軸上b點(diǎn)時(shí)，需克服電場(chǎng)力做功W；若將該檢驗(yàn)電荷從a點(diǎn)移至x軸上的c點(diǎn)時(shí)，也需克服電場(chǎng)力做功W。那么關(guān)于此空間的靜電場(chǎng)的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（　�。�

A.可能是電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)

B.可能是電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)

C.可能是處于第I象限某位置的正點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)

D.可能是處于第Ⅳ象限某位置的負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻不計(jì)，兩個(gè)不計(jì)電阻的金屬圓環(huán)表面光滑，豎直懸掛在等長(zhǎng)的細(xì)線上，金屬環(huán)面平行，相距1 m，兩環(huán)分別與電源正負(fù)極相連�，F(xiàn)將一質(zhì)量為0.06 kg、電阻為1.5 Ω的導(dǎo)體棒輕放在環(huán)上，導(dǎo)體棒與環(huán)有良好電接觸。兩環(huán)之間有方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。重力加速度g＝10 m/s2，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，導(dǎo)體棒上滑到某位置靜止不動(dòng)，

(1)試求在此位置上棒對(duì)每一個(gè)環(huán)的壓力為多少？

(2)若已知環(huán)半徑為0.5 m，此位置與環(huán)底的高度差是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，小車的立柱上O點(diǎn)固定有長(zhǎng)L的不可伸長(zhǎng)的輕繩，繩的末端拴有小球A(可視為質(zhì)點(diǎn))．小車靜止在光滑的水平面上且OA水平，此時(shí)將小球由靜止釋放．小車的質(zhì)量是小球的5倍．小球在擺動(dòng)時(shí)不計(jì)空氣和摩擦阻力．下面說(shuō)法中正確的是（ ）

A.小球和小車組成的系統(tǒng)總動(dòng)量守恒

B.擺動(dòng)過(guò)程中小球和小車組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒

C.小球向右最大位移為L

D.當(dāng)小球擺至最低點(diǎn)時(shí)，小球與小車的動(dòng)量大小相等，方向相反，此時(shí)小車的速度為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】字宙中，兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬(wàn)有引力作用，分別圍繞其連線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，稱之為雙星系統(tǒng)。由恒星A與恒星B組成的雙星系統(tǒng)繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。已知它們的運(yùn)行周期為T，恒星A的質(zhì)量為M，恒星B的質(zhì)量為3M，引力常量為G，則下列判斷正確的是（ ）

A. 兩顆恒星相距

B. 恒星A與恒星B的向心力之比為3︰1

C. 恒星A與恒星B的線速度之比為1︰3

D. 恒星A與恒星B的軌道半徑之比為︰1

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】香港迪士尼游樂(lè)園入口旁有一噴泉，在水泵作用下會(huì)從鯨魚(yú)模型背部噴出豎直向上的水柱，將站在沖浪板上的米老鼠模型托起，穩(wěn)定地懸停在空中，伴隨著音樂(lè)旋律，米老鼠模型能夠上下運(yùn)動(dòng)，引人駐足，如圖所示。這一景觀可做如下簡(jiǎn)化，假設(shè)水柱以一定的速度從噴口豎直向上噴出，水柱的流量為Q（流量定義：在單位時(shí)間內(nèi)向上通過(guò)水柱橫截面的水的體積），設(shè)同一高度水柱橫截面上各處水的速率都相同，沖浪板底部為平板且其面積大于水柱的橫截面積，保證所有水都能噴到?jīng)_浪板的底部。水柱沖擊沖浪板前其水平方向的速度可忽略不計(jì)，沖擊沖浪板后，水在豎直方向的速度立即變?yōu)榱悖谒椒较虺闹芫鶆蛏㈤_(kāi)。已知米老鼠模型和沖浪板的總質(zhì)量為M，水的密度為ρ，重力加速度大小為g，空氣阻力及水的粘滯阻力均可忽略不計(jì)。

（1）求噴泉單位時(shí)間內(nèi)噴出的水的質(zhì)量；

（2）由于水柱頂部的水與沖浪板相互作用的時(shí)間很短，因此在分析水對(duì)沖浪板的作用力時(shí)可忽略這部分水所受的重力。試計(jì)算米老鼠模型在空中懸停時(shí)，水到達(dá)沖浪板底部的速度大小；

（3）要使米老鼠模型在空中懸停的高度發(fā)生變化，需調(diào)整水泵對(duì)水做功的功率。水泵對(duì)水做功的功率定義為單位時(shí)間內(nèi)從噴口噴出的水的動(dòng)能。請(qǐng)根據(jù)第（2）問(wèn)中的計(jì)算結(jié)果，推導(dǎo)沖浪板底部距離噴口的高度h與水泵對(duì)水做功的功率P0之間的關(guān)系式。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，水平光滑長(zhǎng)桿上套有物塊Q，跨過(guò)懸掛于O點(diǎn)的輕小光滑圓環(huán)的細(xì)線一端連接Q，另一端懸掛物塊P，設(shè)細(xì)線的左邊部分與水平方向的夾角為θ，初始時(shí)θ很小�，F(xiàn)將P、Q由靜止同時(shí)釋放，角逐漸增大，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　　）

A. θ＝30°時(shí)，P、Q的速度大小之比是：2

B. θ角增大到90°時(shí)，Q的速度最大、加速度最小

C. θ角逐漸增大到90°的過(guò)程中，Q的動(dòng)能增加，P的動(dòng)能減小

D. θ角逐漸增大到90°的過(guò)程中，Q的機(jī)械能增加，P的機(jī)械能減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】電磁感應(yīng)現(xiàn)象在科技和生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.圖（a）中利用了發(fā)射線圈和接收線圈之間的互感現(xiàn)象構(gòu)成變壓器，從而實(shí)現(xiàn)手機(jī)充電

B.圖（b）中給電磁爐接通恒定電流，可以在鍋底產(chǎn)生渦流，給鍋中食物加熱

C.圖（c）中如果線圈B不閉合，S斷開(kāi)將不會(huì)產(chǎn)生延時(shí)效果

D.圖（d）中給電子感應(yīng)加速器通以恒定電流時(shí)，被加速的電子獲得恒定的加速度

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