【題目】如圖1所示,用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系:
先安裝好實驗裝置,在地上鋪一張白紙,白紙上鋪放復(fù)寫紙,記下重垂線所指的位置O。接下來的實驗步驟如下:
步驟1:不放小球2,讓小球1從斜槽上A點由靜止?jié)L下,并落在地面上。重復(fù)多次,用盡可能小的圓,把小球的所有落點圈在里面,其圓心就是小球落點的平均位置;
步驟2:把小球2放在斜槽前端邊緣位置B,讓小球1從A點由靜止?jié)L下,使它們碰撞,重復(fù)多次,并使用與步驟1同樣的方法分別標出碰撞后兩小球落點的平均位置;
步驟3:用刻度尺分別測量三個落地點的平均位置M、P、N離O點的距離,即線段OM、OP、ON的長度。
(1)對于上述實驗操作,下列說法正確的是________。
A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下
B.斜槽軌道必須光滑
C.斜槽軌道末端必須水平
D.小球1質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量
(2)上述實驗除需測量線段OM、OP、ON的長度外,還需要測量的物理量有________。
A.A、B兩點間的高度差h1
B.B點離地面的高度h2
C.小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2
D.小球1和小球2的半徑r
(3)當所測物理量滿足表達式__________________________(用所測物理量的字母表示)時,即說明兩球碰撞遵守動量守恒定律。如果還滿足表達式_______________________(用所測物理量的字母表示)時,即說明兩球碰撞時無機械能損失。
(4)完成上述實驗后,某實驗小組對上述裝置進行了改造,如圖2所示。在水平槽末端與水平地面間放置了一個斜面,斜面的頂點與水平槽等高且無縫連接。使小球1仍從斜槽上A點由靜止?jié)L下,重復(fù)實驗步驟1和2的操作,得到兩球落在斜面上的平均落點M′、P′、N′。用刻度尺測量斜面頂點到M′、P′、N′三點的距離分別為 , 、 。則驗證兩球碰撞過程中動量守恒的表達式為________________________________(用所測物理量的字母表示)
【答案】 ACD C
【解析】試題分析:①為了保證每次碰撞速度相同,應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下,A正確;小球每次從軌道上滑落過程中我們只需要得到相同的碰撞速度,實驗過程中摩擦力的存在與否,對我們研究實驗沒有影響,故不需要保證斜槽軌道必須光滑,B錯誤;我們研究的是水平方向上的碰撞,所以斜槽軌道末端必須水平,C正確;為了防止入射小球反彈,所以小球1質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量,D正確;
②小球飛出后做平拋運動,在水平方向上做勻速直線運動,所以不放小球2時,小球1的速度,放了小球2后,小球1的速度為,小球2獲得的速度為,故需要驗證,即,故需要測量兩小球的質(zhì)量,C正確;
③當所測物理量滿足表達式,說明兩球碰撞遵守動量守恒定律,由功能關(guān)系可知,只要成立則機械能守恒,即如果滿足,則兩球碰撞時無機械能損失。
④碰撞前,小球1落在圖中的點,設(shè)其水平初速度為.小球1和2發(fā)生碰撞后,1的落點在圖中點,設(shè)其水平初速度為,m2的落點是圖中的點,設(shè)其水平初速度為. 設(shè)斜面BC與水平面的傾角為,由平拋運動規(guī)律得: ,解得.同理,可見速度正比于.所以只要驗證m1=m1+m2即可.
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【題目】如圖所示的一個螺線管,匝數(shù)n=1000匝,橫截面積為S= 200cm2,電阻r =1Ω,在螺線管外接一個阻值R=4Ω的電阻,電阻的一端b跟地相接。一方向向左,穿過螺線管的勻強磁場的磁感應(yīng)強度隨時間變化規(guī)律如圖線B-t所示,求:
(1)從計時起在t=3s、t=5s時穿過螺線管的磁通量是多少?
(2)在前6s內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量.
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【題目】如圖所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行.初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶.若從小物塊滑上傳送帶開始計時,小物塊在傳送帶上運動的v﹣t圖象(以地面為參考系)如圖乙所示.已知v2>v1 , 則下列說法中正確的是( )
A.t1時刻,小物塊離A處的距離達到最大
B.0~t2時間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左
C.t2~t3時間內(nèi),小物塊與傳送帶相對靜止,小物塊不受到靜摩擦力作用
D.0~t2時間內(nèi),小物塊運動方向發(fā)生了改變,加速度方向也發(fā)生了改變
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【題目】(多選)如圖所示,三顆質(zhì)量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓軌道上,設(shè)地球質(zhì)量為M,半徑為R。下列說法正確的是( )
A. 一顆衛(wèi)星對地球的引力大小為
B. 地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為
C. 兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為
D. 三顆衛(wèi)星對地球引力的合力大小
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【題目】子彈在水平槍管中由靜止被加速射出槍管的過程中,下列說法正確的是( 。
A.子彈有很大的加速度
B.子彈受到的合外力為零
C.子彈沒有受到阻力的作用
D.子彈在豎直方向也有很大速度
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【題目】某物體質(zhì)量為1kg,在水平拉力作用下沿粗糙水平地面做直線運動,其速度﹣時間(v﹣t)圖象如圖所示,根據(jù)圖象可知( 。
A. 物體所受的拉力總是大于它所受的摩擦力
B. 物體在第3s內(nèi)所受的拉力大于1N
C. 在0~3s內(nèi),物體所受的拉力方向始終與摩擦力方向相反
D. 物體在第2s內(nèi)所受的拉力為零
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【題目】如圖甲為應(yīng)用于機場和火車站的安全檢查儀,用于對旅客的行李進行安全檢查.其傳送裝置可簡化為如圖乙的模型,緊繃的傳送帶始終保持v=1 m/s的恒定速率運行.旅客把行李無初速度地放在A處,設(shè)行李與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,A、B間的距離為2 m,g取10 m/s2.若乘客把行李放到傳送帶的同時也以v=1 m/s的恒定速率平行于傳送帶運動到B處取行李,則( )
A. 乘客與行李同時到達B處
B. 乘客提前0.5 s到達B處
C. 行李提前0.5 s到達B處
D. 若傳送帶速度足夠大,行李最快也要2 s才能到達B處
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【題目】汽車在平直公路上以20m/s的速度勻速行駛,當以5m/s2的加速度剎車后,汽車在5s內(nèi)的位移為( )
A.40m
B.37.5m
C.62.5m
D.162.5m
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【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有水平向右的勻強電場,帶電質(zhì)點以初速度v0沿圖中虛線由A運動至B,下列說法正確的( 。
A. 質(zhì)點一定帶負電
B. 質(zhì)點從A到B動能減少,電勢能也減少
C. 質(zhì)點將停在B點
D. 從A到B的過程中,質(zhì)點的機械能一定減少
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