【題目】一個(gè)廢棄的空礦井,井口和井底都是水平的.井口和井底以及任意水平橫截面都是邊長為a的正方形,四個(gè)側(cè)面墻壁都與水平面垂直.礦井的深度為H,如圖所示.在井口的一邊的中點(diǎn)A,以垂直于該側(cè)面墻壁的速度v水平拋出一個(gè)質(zhì)量為m的小球,小球進(jìn)入礦井運(yùn)動,空氣阻力忽略不計(jì).在第(1)個(gè)問和第(3)個(gè)問中,g=9.8m/s,在第(2)個(gè)問中,重力加速度用g表示,且都保持不變.

(1)若H=4.9m,a=6m,小球不會與側(cè)面墻壁相碰就落到了井底,求小球在空中運(yùn)動的時(shí)間、速度v的取值范圍.

(2)若H、a、v都是已知條件但具體數(shù)值未知,用所給的字母表示出小球做平拋運(yùn)動的時(shí)間.

(3)若小球與側(cè)面墻壁的碰撞是一種非常理想的碰撞,每次碰撞都滿足:設(shè)撞擊墻壁前瞬間的速度為v1,如圖所示,類似于光的反射一樣,反彈的速度大小v2=v1,并且角度滿足圖示的情形,且碰撞時(shí)間極短.H=78.4m、a=5m、v=7m/s,求小球在落到井底之前能與側(cè)面墻壁碰撞的次數(shù).

【答案】(1) (2) (3)5次

【解析】

(1)小球做平拋運(yùn)動,在豎直方向上做勻加速直線運(yùn)動,水平方向做勻速直線運(yùn)動,由運(yùn)動學(xué)公式求解運(yùn)動時(shí)間.(2)分小球未碰到側(cè)面墻壁和碰到側(cè)面墻壁進(jìn)行討論,由運(yùn)動學(xué)公式求解.(3)由公式求出小球一直下落到井底的總時(shí)間,小球一直在水平方向做勻速直線運(yùn)動,s=vt,由求解碰撞次數(shù).

(1)由,得:

,得:

故速度v的取值范圍為0m/s<v<6m/s.

(2)

,

,

(3)若小球一直下落到井底:

解得:

如果小球一直在水平方向做勻速直線運(yùn)動,則

說明可以與墻壁撞擊5次.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用起重機(jī)將地面上靜止的貨物豎直向上吊起,貨物由地面運(yùn)動至最高點(diǎn)的過程中,其v-t圖像如圖所示,下列說法正確的是

A. 時(shí)間內(nèi),起重機(jī)拉力逐漸變大

B. 時(shí)間內(nèi),起重機(jī)拉力的功率保持不變

C. 時(shí)間內(nèi),貨物的機(jī)械能保持不變

D. 時(shí)間內(nèi),起重機(jī)拉力對貨物做負(fù)功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】理想變壓器與電阻R及交流電流、電壓表VA按圖示方式連接,已知變壓器原副線圈的匝數(shù)比為,n1:n2=10:1,電阻R=11Ω,原線圈兩端輸入電壓U隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,下列說法中正確的是()

A. V表的讀數(shù)為220V

B. 通過R的電流為2A

C. A表的讀數(shù)為2A

D. 變壓器的輸入功率為40W

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在直角坐標(biāo)系xoy的第一、四象限區(qū)域內(nèi)存在兩個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場:垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場I、垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場II,OM、P、Q為磁場邊界和x軸的交點(diǎn)OM=MP=L.在第三象限存在沿y軸正向的勻強(qiáng)電場.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的粒子從電場中坐標(biāo)為(﹣2L,﹣L)的點(diǎn)以速度υ0沿+x方向射出,恰好經(jīng)過原點(diǎn)O處射入?yún)^(qū)域I又從M點(diǎn)射出區(qū)域I(粒子的重力忽略不計(jì)).

1)求第三象限勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大;

2)求區(qū)域I內(nèi)勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大;

3)如帶電粒子能再次回到原點(diǎn)O,問區(qū)域II內(nèi)磁場的寬度至少為多少?粒子兩次經(jīng)過原點(diǎn)O的時(shí)間間隔為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量M=0.4 kg的長薄板BC靜置于傾角為37°的光滑斜面上,在距上端B水平距離為1.2mA,有一個(gè)質(zhì)量m=0.1 kg的小物體以一定的初速度水平拋出,恰好以平行于斜面的速度落在薄板BC的最上端B點(diǎn)并在薄板上開始向下運(yùn)動,當(dāng)小物體落在薄板BC上的B端時(shí)薄板無初速釋放并開始沿斜面向下運(yùn)動,當(dāng)小物體運(yùn)動到薄板的最下端C點(diǎn)時(shí)與薄板BC的速度恰好相等。小物體與薄板之間的動摩擦因數(shù)為0.5,sin370=0.6,cos370=0.8g10m/s2,

(1)小物體在A點(diǎn)的初速度;

(2)薄板BC的長度。

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【題目】如圖,平行板電容器的兩極板豎直放置并分別與電源的正負(fù)極相連,一帶電小球經(jīng)絕緣輕繩懸掛于兩極板之間,處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)保持右極板不動,將左極板向左緩慢移動.關(guān)于小球所受的電場力大小F和繩子的拉力大小T,下列判斷正確的是

A. F逐漸減小,T逐漸減小

B. F逐漸增大,T逐漸減小

C. F逐漸減小,T逐漸增大

D. F逐漸增大,T逐漸增大

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【題目】在勻強(qiáng)磁場中,一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2 Ω,則

A. t=0時(shí),線圈平面平行于磁感線

B. t=1 s時(shí),線圈中的電流改變方向

C. t=1.5 s時(shí),線圈中的感應(yīng)電動勢最大

D. 一個(gè)周期內(nèi),線圈產(chǎn)生的熱量為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為2200匝和110匝,將原線圈接在輸出電壓u=220sin100πtV)的交流電源兩端。副線圈上只接有一個(gè)電阻R,與原線圈串聯(lián)的理想交流電流表的示數(shù)為0.20A。下列說法中正確的是

A. 變壓器副線圈中電流的有效值為0.01A

B. 電阻R兩端電壓的有效值為11V

C. 電阻R的電功率為22 W

D. 穿過變壓器鐵芯的磁通量變化率的最大值為Wb/s

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【題目】一長輕質(zhì)木板置于光滑水平地面上,木板上放質(zhì)量分別為mA=1kgmB=2kgA、B兩物塊,AB與木板之間的動摩擦因素都為μ=0.2,水平恒力F作用在A物塊上,如圖所示(重力加速度g10m/s2).則( )

A. F=1N,則物塊、木板都靜止不動

B. F=1.5N,則A物塊所受摩擦力大小為1.5N

C. F=4N,則B物塊所受摩擦力大小為4N

D. F=8N,則B物塊的加速度為1m/s2

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