【題目】(1)如圖1所示,ABC為一固定在豎直平面內的光滑軌道,BC段水平,AB段與BC段平滑連接。質量為m1的彈性小球從高h處由靜止開始沿軌道下滑,與靜止在軌道BC段上質量為m2的彈性小球發(fā)生碰撞,碰撞前后兩球的運動方向在同一水平線上,且在碰撞過程中無機械能損失。求:
a.m1球運動到B點時的速度大小v1;
b.碰撞過程中,系統的彈性勢能的最大值Epm。
(2)2018年諾貝爾物理學獎授予了阿瑟·阿什金(Arthur Ashkin)等三位科學家,以表彰他們在激光領域的杰出成就。阿瑟·阿什金發(fā)明了光學鑷子(如圖2),能用激光束“夾起”極其微小的粒子。
a.為了簡化問題,將激光束看作是粒子流,其中的粒子以相同的動量沿光傳播方向運動。激光照射到物體上,會對物體產生力的作用,光鑷效應就是一個實例,F有一透明介質小球,處于非均勻的激光束中(越靠近光束中心光強越強)。小球的折射率大于周圍介質的折射率。兩束相互平行且強度①>②的激光束,穿過介質小球射出時的光路如圖3所示。若不考慮光的反射和吸收,請分析說明兩光束因折射對小球產生的合力的方向。
b.根據上問光束對小球產生的合力特點,試分析激光束如何“夾起”粒子的?
【答案】(1)a.;b.(2)分析說明見解析。
【解析】
(1)a.m1從初始高度h由靜止下滑,到達水平面時的速度為v1,則有:
解得:
b.m1球和m2球碰撞過程中,當兩球速度相同時,彈性勢能最大。
由動量守恒定律和機械能守恒定律得:
解得:
最大彈性勢能
(2)a.由圖1可知,△v的方向即為小球對光束作用力的方向。當強度①>②強度相同時,作用力F1>F2,由平行四邊形定則知,①和②光速受力合力的方向向左偏下,則由牛頓第三定律可知,兩光束因折射對小球產生的合力的方向向右偏上。
b.如圖2所示,小球受到的合力向右偏上。此力的橫向分力Fy,會將小球推向光束中心。一旦小球偏離光速中心,就會受到指向中心的分力,實現光束對小球的約束,如同鑷子一樣“夾住”小球。
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】中央電視臺某節(jié)目多次報道某些邊遠落后農村電價過高,農民負擔過重,不利于國家扶貧政策的展開,其中客觀原因是電網陳舊老化,近來進行農村電網改造,為減少遠距離輸電的損耗從而降低電費價格, 某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能。若輸送的總功率為P0,輸電電壓為U,輸電導線的總電阻為R。則下列說法正確的是( )
A. 輸電線上的電流 B. 輸電線上的電流
C. 輸電線上損失的功率 D. 輸電線上損失的功率
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一足夠長的傳送帶與水平面的傾角為θ,以一定的速度勻速運動,某時刻在傳送帶適當的位置放上具有一定初速度的小物塊,如圖甲所示,以此時為計時起點t=0,小物塊之后在傳送帶上運動速度隨時間的變化關系如圖乙所示,圖中取沿斜面向上的運動方向為正方向,v1>v2,已知傳送帶的速度保持不變,則( )
A. 小物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ<tanθ
B. 小物塊在0~t1內運動的位移比在t1~t2內運動的位移小
C. 0~t2內,傳送帶對物塊做功為
D. 0~t2內物塊動能變化量大小一定小于物體與皮帶間摩擦而產生的熱量
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】由于空氣阻力的影響,子彈、炮彈的實際飛行軌道不再是拋物線,而是按“彈道曲線”飛行,如圖所示。下列說法正確的是
A. 炮彈到達最高點時,水平方向的加速度和速度均為零
B. 炮彈到達最高點時,豎直方向的加速度和速度均為零
C. 炮彈在上升過程中,動能減小;下落過程中,重力勢能減小
D. 炮彈在上升過程中,機械能減;下落過程中,機械能增加
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖,MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ角固定,軌距為d.空間存在勻強磁場,磁場方向垂直軌道平面向上,磁感應強度為B.P、M間所接阻值為R的電阻.質量為m的金屬桿ad水平放置在軌道上,其有效電阻為r.現從靜止釋放ab,當它沿軌道下滑距離s時,達到最大速度.若軌道足夠長且電阻不計,重力加速度為g.求:
(1)金屬桿ab運動的最大速度;
(2)金屬桿ab運動的加速度為時,電阻R上電功率;
(3)金屬桿ab從靜止到具有最大速度的過程中,克服安培力所做的功.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】示波器的核心部件是示波管,其內部抽成真空,圖17是它內部結構的簡化原理圖。它由電子槍、偏轉電極和熒光屏組成。熾熱的金屬絲可以連續(xù)發(fā)射電子,電子質量為m,電荷量為e。發(fā)射出的電子由靜止經電壓U1加速后,從金屬板的小孔O射出,沿OO′進入偏轉電場,經偏轉電場后打在熒光屏上。偏轉電場是由兩個平行的相同金屬極板M、N組成,已知極板的長度為l,兩板間的距離為d,極板間電壓為U2,偏轉電場極板的右端到熒光屏的距離為L。不計電子受到的重力和電子之間的相互作用。
(1)求電子從小孔O穿出時的速度大小v0;
(2)求電子離開偏轉電場時沿垂直于板面方向偏移的距離y;
(3)若將極板M、N間所加的直流電壓U2改為交變電壓u=Umsint,電子穿過偏轉電場的時間遠小于交流電的周期T,且電子能全部打到熒光屏上,求電子打在熒光屏內范圍的長度s。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】由三顆星體構成的系統,忽略其他星體對它們的作用,存在著一種運動形式:三顆星體在相互之間的萬有引力作用下,分別位于等邊三角形的三個頂點上,繞某一共同的圓心O在三角形所在的平面內做相同角速度的圓周運動(圖為A、B、C三顆星體質量不相同時的一般情況).若A星體質量為2m,B、C兩星體的質量均為m,三角形的邊長為a,則下列說法正確的是( )
A. A星體所受合力大小FA=
B. B星體所受合力大小FB=
C. C星體的軌道半徑RC=a
D. 三星體做圓周運動的周期T=π
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】圖甲中直線PQ表示電場中的一條電場線,質量為m、電荷量為q的帶電粒子僅在電場力作用下沿電場線向右運動,經過P點時速度為v0,到達Q點時速度減為零,粒子從P到Q運動的v-t圖像如圖乙所示.下列判斷正確的是( )
A. P點電勢一定高于點Q電勢
B. Q點場強大于P點場強
C. P、Q兩點間的電壓為
D. 帶電的粒子在P點的電勢能大于在Q點的電勢能
查看答案和解析>>
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( )
A. 放射性物質的溫度降低,其半衰期將變大
B. 大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷,將輻射出4種頻率的光
C. 一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應,改用波長較長的光照射就有可能發(fā)生
D. 氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時,電子動能減小,電勢能增大,總能量也增大
查看答案和解析>>
湖北省互聯網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com