【題目】質量均為M的A、B兩個物體由一勁度系數為k的輕彈簧相連,豎直靜置于水平地面上,現有兩種方案分別都可以使物體A在被碰撞后的運動過程中,物體B恰好能脫離水平地面,這兩種方案中相同的是讓一個物塊從A正上方距A相同高度h處由靜止開始自由下落,不同的是不同物塊C、D與A發生碰撞種類不同.如題9圖所示,方案一是:質量為m的物塊C與A碰撞后粘合在一起;方案二是物體D與A發生彈性碰撞后迅速將D取走.已知量為M,m,k,重力加速度g.彈簧始終處于彈性限度內,不計空氣阻力.求:
(1)h大小; (2)C、A系統因碰撞損失的機械能; (3)物塊D的質量大小.
【答案】(1) (2)
(3)
【解析】
試題(1)A靜止時,設輕彈簧壓縮 有
(1分)
設物體C自由落下h時速度為v, 得:
(1分)
設物體C與A碰撞并粘合在一起豎直向下運動速度大小為 由動量守恒定律得:
(1分)
B恰好能脫離水平面時,C、A向上運動速度為零
設輕彈簧伸長,由物體B平衡得:
(1 分) 有
(1分)
說明在物體C與A碰撞并粘合在一起運動至最高處過程中C、A、彈簧系統機械能守恒,且初、末彈性勢能相同,有(1分)
(1分)
聯立解得(1分)
(2)C、A系統因碰撞損失的機械能
(2分)
(3)物體D自由落下h時速度為v, 同理有
(1分)
設物體D與A發生彈性碰撞后速度分別為、
有 (1分)
(1分)
解得
(1分)
要使B恰好能脫離水平面,與(1)同理,必有 (1分)
得 (1分)
即:
得
(2分)
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【題目】如圖是一種升降電梯的示意圖,A為載人箱,B為平衡重物,它們的質量均為M,上下均有跨過滑輪的鋼索系住,在電動機的牽引下使電梯上下運動.如果電梯中乘客的質量為m,勻速上升的速度為v,電梯即將到頂層前關閉電動機依靠慣性上升h高度后停止,在不計空氣和摩擦阻力的情況下,重力加速度為g,下列說法正確的是( )
A. 關閉電動機后,乘客處于超重狀態
B. 關閉電動機后,乘客處于失重狀態
C. 由于A、B質量相等,故關閉電動機后,乘客的加速度大小為g
D. 關閉電動機后,電梯上升的高度h一定小于
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【題目】歷史上有些科學家曾把相等位移內速度變化相等的單向直線運動稱為“勻變速直線運動”(現稱“另類勻變速直線運動”),“另類加速度”定義為,其中v0和vx分別表示某段位移x內的初速度和末速度.A>0表示物體做加速運動,A<0表示物體做減速運動.而現在物理學中加速度的定義式為
,下列說法正確的是( 。
A. 若A不變,則a也不變
B. 若A>0且保持不變,則a逐漸變大
C. 若A不變,則物體在中間位置處的速度為
D. 若A>0且保持不變,則物體在中間時刻的速度小于
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【題目】“天津之眼”是一座跨河建設、橋輪合一的摩天輪,是天津市的地標之一。摩天輪懸掛透明座艙,乘 客隨座艙在豎直面內做勻速圓周運動。下列敘述正確的是( )
A. 從最低點到最高點,乘客的機械能守恒
B. 從最低點到最高點,乘客先超重再失重
C. 從最低點到最高點,乘客受合力沖量為零
D. 從最低點到最高點,乘客受合力做功為零
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【題目】氣墊導軌是常用的一種實驗儀器,它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊,使滑塊懸浮在導軌上,滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦.我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導軌和滑塊A和B來驗證動量守恒定律,實驗裝置如圖所示(彈簧的長度忽略不計),采用的實驗步驟如下:
a.用天平分別測出滑塊A、B的質量mA、mB;
b.調整氣墊導軌,使導軌處于水平狀態;
c.在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧,用電動卡鎖鎖定,靜止放置在氣墊導軌上;
d.用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1;
e.按下電鈕放開卡鎖,同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作.當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時,記下A、B分別到達C、D的運動時間t1和t2.
(1)實驗中還應測量的物理量是_______________________________
(2)利用上述測量的物理量,驗證動量守恒定律的表達式是_________________.
(3)利用上述物理量寫出被壓縮彈簧的彈性勢能大小的表達式為______________.
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【題目】小明同學用如圖所示的方法,測量木質滑塊與金屬板間的動摩擦因數,將滑塊放置在固定的水平金屬板上,用彈簧測力計拉動滑塊,記錄彈簧測力計的讀數,再結合事先測出的滑塊的總重力,即可算出兩者之間的動摩擦因數μ。
(1)下表為物理教科書中給出的幾種材料間的動摩擦因數,請結合表中的數據,解釋為何在雨天,汽車剎車時更容易打滑?并說明動摩擦因數與哪些因素有關。
(2)在某次實驗中,木質滑塊總重力為G=3.92N,小明用彈簧測力計勻速拉動滑塊, 此時彈簧測力計的讀數如圖14所示,請你算出木質滑塊與金屬板間的動摩擦因數μ的大。ńY果保留2位有效數字)。
(3)第(2)問中的結果與小明同學經多次測量取平均值得到的結果基本一致,試將該結果與圖13中的對應數據進行比較,并在此基礎上指出小明的測量方法存在的不足。
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【題目】如圖所示,O是一固定的點電荷,另一點電荷P從很遠以初速度v0射入點電荷O的電場,在電場力作用下的運動軌跡是曲線MN.a、b、c是以O為中心、Ra、Rb、Rc為半徑畫出的三個圓,Rc-Rb=Rb-Ra.1、2、3、4為軌跡MN與三個圓的一些交點.以|W12|表示點電荷P由1到2的過程中電場力做功的大小,|W34|表示由3到4的過程中電場力做功的大小,則( )
A. |W12|=2|W34|
B. |W12|>2|W34|
C. P、O兩電荷可能同號,也可能異號
D. P的初速度方向的延長線與O之間的距離可能為零
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【題目】如圖所示,小車AB靜止于水平面上,A端固定一個輕質彈簧,B端粘有橡皮泥。小車AB質量為 M,質量為m的木塊C放在小車上,CB距離為L用細線將木塊連接于小車的A端并使彈簧壓縮。開始時小車AB與木塊C都處于靜止狀態,現燒斷細線,彈簧被釋放,使木塊離開彈簧向B端滑去,并跟B端橡皮泥粘在一起。所有摩擦均不計,對整個過程,以下說法正確的是
A. 整個系統機械能守恒
B. 整個系統機械能不守恒,動量也不守恒
C. 當木塊的速度最大時,小車的速度也最大
D. 最終整個系統勻速運動
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