【題目】如圖，質(zhì)量M＝5kg的小車靜置于光滑的水平面上，小車的上表面ab段水平，a端靜置一質(zhì)量m2＝3kg的物塊P，bc段為R＝0.5m的光滑四分之一圓弧形軌道，底端切線水平。輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在a端正上方的O點(diǎn)，另一端系著質(zhì)量m1＝4kg的小球S，用外力拉S至豎直平面內(nèi)的A點(diǎn)處靜止，A點(diǎn)與a端的豎直高度h＝2.45m。現(xiàn)撤去外力，S擺動到最低點(diǎn)時恰與P發(fā)生彈性正碰。取重力加速度g＝10m/s2。

(1)求碰后瞬間P的速度大小；

(2)若ab段粗糙，碰撞后P向右運(yùn)動恰能上升到最高點(diǎn)c，求P從a運(yùn)動到c的過程中與小車間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q；

(3)若ab段光滑，求碰撞后P運(yùn)動過程中離c的最大高度H.

【答案】(1)v2＝8m/s (2) Q＝45J (3) H＝1.5m

【解析】

(1)S下擺過程機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得：

代入數(shù)據(jù)解得：v0＝7m/s

S、P發(fā)生彈性碰撞，碰撞過程系統(tǒng)動量守恒、機(jī)械能守恒，

以向右為正方向，由動量守恒定律得：

m1v0＝m1v1+m2v2

由機(jī)械能守恒定律得：

代入數(shù)據(jù)解得：v1＝1m/s，v2＝8m/s；

(2)P與小車組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒，P恰好到達(dá)c點(diǎn)時兩者速度相等，

以向右為正方向，在水平方向，由動量守恒定律得：

m2v2＝(m2+M)v，

代入數(shù)據(jù)解得:v＝3m/s，

對P與小車組成的系統(tǒng)，由能量守恒定律得:

代入數(shù)據(jù)解得：Q＝45J；

(3)P與小車組成的系統(tǒng)在水平方向動量守恒，以向右為正方向，

在水平方向，由動量守恒定律得：

m2v2＝(m2+M)v

由能量守恒定律得:

代入數(shù)據(jù)解得:H＝1.5m

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“測定勻變速直線運(yùn)動的加速度”的實(shí)驗(yàn)中，用打點(diǎn)計時器記錄紙帶運(yùn)動的時間。計時器所用電源的頻率為50Hz，圖為一次實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點(diǎn)間都有四個點(diǎn)未畫出，按時間順序取1.2.3.4.5.6六個計數(shù)點(diǎn)，用米尺量出1.2.3.4.5.6點(diǎn)到參考點(diǎn)0的距離如圖所示（單位：cm）。

（1）由紙帶數(shù)據(jù)計算可得計數(shù)點(diǎn)2.4所代表時刻的即時速度大小v2＝_____m/s，v4＝_____m/s。

（2）小車的加速度大小a＝______m/s2，計數(shù)點(diǎn)6所代表時刻的即時速度大小v6＝_____m/s。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一個質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動，依次經(jīng)過a、b、c、d四點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)ab、bc、cd三段的時間之比為2：1：1，已知ab段的長度為L，cd段的長度也為L，質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過b點(diǎn)時的速度大小為v，則下列說法正確的是（　�。�

A.bc段的長度為

B.質(zhì)點(diǎn)從a點(diǎn)運(yùn)動到d點(diǎn)所用的時間為

C.質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的加速度大小為

D.質(zhì)點(diǎn)在c點(diǎn)的速度大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比n1：n2＝10：1，原線圈接有電壓為220V的正弦交流電，副線圈中接有理想交流電流表A、阻值為11Ω的電阻R和電容器C．下列說法正確的是（　�。�

A.開關(guān)S閉合前，電流表A的示數(shù)等于2A

B.開關(guān)S閉合后，電流表A的示數(shù)大于2A

C.電阻R產(chǎn)生的熱功率為44W

D.電容器C的耐壓值至少為22V

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】實(shí)驗(yàn)室中有一自制電子秤裝置，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖甲所示，某興趣小組想測定內(nèi)部彈簧的勁度系數(shù)k。已知電源的電動勢為E，內(nèi)阻可忽略不計，滑動變阻器全長為L，重力加速度為g。當(dāng)托盤上沒有放置重物時，滑片P位于圖中a點(diǎn)，閉合開關(guān)S，當(dāng)托盤上放置質(zhì)量為m的重物時，滑片P隨托盤一起下移，穩(wěn)定后，由電壓傳感器（內(nèi)阻無窮大）的示數(shù)U及其他給定條件，就可測定彈簧的勁度系數(shù)k。完成以下問題：

(1)在彈簧的彈性范圍內(nèi)，隨著m的增大，電壓傳感器的輸出電壓U_____（填“增大、減小、不變”），電路中的電流_____（填“增大、減小、不變”）。

(2)寫出輸出電壓U與m的關(guān)系U＝_____（用k，m，E，L，g表示）。

(3)該興趣小組通過多次測量的U和m的數(shù)值，作出U﹣m圖象如圖乙所示，若圖象的斜率為b，則彈簧的勁度系數(shù)k＝_____.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某空間存在一平行于豎直平面的勻強(qiáng)電場，高度差為h的A、B兩點(diǎn)位于同一豎直線上。將一質(zhì)量為m、電量為+q的小球從A點(diǎn)以v0=的速度水平拋出，—段時間后小球通過B點(diǎn)，通過B點(diǎn)時的速度大小為2，已知重力加速度為g，則

A.場強(qiáng)方向豎直向下

B.場強(qiáng)大小為

C.小球在A點(diǎn)的電勢能大于在B點(diǎn)的電勢能

D.運(yùn)動過程中，小球與A點(diǎn)的最大水平距離為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究共點(diǎn)力合成的規(guī)律”實(shí)驗(yàn)中，用兩個彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮筋，使它伸長到某一位置O點(diǎn)，為了確定兩個分力的大小和方向，這一步操作中：

（1）必須記錄的是______

A.橡皮筋固定端的位置

B.描下O點(diǎn)位置和兩條細(xì)繩套的方向

C.橡皮筋伸長后的總長度

D.兩個彈簧秤的讀數(shù)

（2）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是___.

A．理想實(shí)驗(yàn)法 B．等效替代法 C.控制變量法 D.建立物理模型法

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】t=0時甲、乙兩物體同時從同一地點(diǎn)出發(fā)沿同一直線運(yùn)動，以出發(fā)點(diǎn)為參考點(diǎn)，它們的位移-時間（x-t）圖像如圖所示，則在t1時刻（ ）

A. 它們的速度相同，甲在乙的前方

B. 它們的速度相同，乙在甲的前方

C. 它們的位置相同，甲的速度大于乙

D. 它們的位置相同，乙的速度大于甲

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（甲）所示，研究平拋運(yùn)動規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置放置在水平桌面上，利用光電門傳感器和碰撞傳感器可以測得小球的水平初速度v0和飛行時間t，底板上的標(biāo)尺可以測得水平位移d．

（1）控制斜槽軌道的水平槽口高度h不變，讓小球從斜槽的不同高度處滾下，以不同的速度沖出水平槽口，以下說法正確的是

A．落地點(diǎn)的水平距離d與初速度v0成正比

B．落地點(diǎn)的水平距離d與初速度v0成反比

C．飛行時間t與初速度v0成正比

D．飛行時間t與初速度v0大小無關(guān)

（2）另一位同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時，在裝置的后面豎直放置一塊貼有方格紙的木板，然后在方格紙上記錄了小球某次平拋運(yùn)動途經(jīng)的三個位置a、b、c如圖（乙）所示．該同學(xué)取下方格紙后，發(fā)現(xiàn)忘記記錄水平和豎直方向了，已知小方格的邊長L=1cm，則小球平拋運(yùn)動的初速度可能為 ．

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