【題目】工廠某些產(chǎn)品出廠要進(jìn)行碰撞實驗。如圖所示為一個理想的碰撞實驗裝置:一長薄板置于光滑水平地面上,薄板右端放置一物體,在薄板右方有一光滑通道,通道上方固定一個豎直障礙物,如圖甲所示。從某一時刻開始,物體與薄板一起以共同速度向右運動,在另一時刻,物體與豎直障礙物發(fā)生碰撞(碰撞時間極短),而薄板可以沿通道運動。碰撞前后物體速度大小不變,方向相反。運動過程中物體始終未離開薄板。已知薄板運動的vt圖線如圖乙所示,物體與薄板間的動摩擦因數(shù)為=0.4,物體的質(zhì)量是薄板質(zhì)量的15倍,重力加速度大小取g=10m/s2。求:

(1)物體相對薄板滑行的距離和圖乙中速度v的大;

(2)圖乙中t2t1的差值和兩個三角形A、B的面積之差。

【答案】(1)v=35m/s,L=50m;(2)1.25s3.125m

【解析】

考察碰撞中的動能定理和動量守恒。

根據(jù)圖像可以判定:碰撞前物體與薄板共同速度為v0=40m/s,碰撞后物體速度水平向左,大小也是v0=40m/s,薄板速度大小方向不變。根據(jù)圖像又知物體與薄板最后又共速,速度大小為v,方向向左

(1)設(shè)薄板的質(zhì)量為m,物體的質(zhì)量為M,物體相對木板滑行的距離為L,對物體和薄板組成的系統(tǒng):從和豎直障礙物碰后到二者共速,取向左的方向為正方向,由動量守恒定律得

由能量守恒定律得

解得v=35m/s,L=50m。

(2)圖乙中時間差(t2 - t1),是物體在薄板上相對薄板滑動的時間; 圖乙中的兩個三角形A、B的面積之差,是薄板在時間差(t2 - t1)內(nèi)對地的位移大小。

設(shè)在圖乙中的時間差(t2 - t1)內(nèi),薄板對地的位移大小為x,設(shè)t2 - t1=t

對物體在薄板上相對木板滑動的過程中:

對物體:取向左的方向為正方向,由動量定理得

解得t=1.25s

對薄板,由動能定理得

解得x=3.125m

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】1)下圖千分尺的讀數(shù)_________mm,20分度的游標(biāo)卡尺讀數(shù)為_________mm。

2)在實驗室中,往往利用半偏法測量電流表或電壓表的內(nèi)阻。測量電路圖如下。E為電源,其電動勢為E,R1為總阻值較大的滑動變阻器。R2為電阻箱。A為被測電流表。用此電路,經(jīng)以下步驟可近似測得電流表的內(nèi)阻RA

閉合K1,斷開K2,調(diào)節(jié)R1,使電流表讀數(shù)等于其量程I0;

保持R1不變,閉合K2,調(diào)節(jié)R2,使電流表讀數(shù)等于

讀出R2的值,則RA=R2

若電源的內(nèi)阻忽略不計,則該實驗的系統(tǒng)誤差總是使電表內(nèi)阻的測量值比其真實值________(填偏大還是偏小)

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【題目】如圖所示,一輕質(zhì)彈簧上端固定在O點下端懸掛一個質(zhì)量為m的小球。將小球從某一位置由靜止釋放,在某一時刻,小球的速度大小為v,方向豎直向下。再經(jīng)過一段時間,小球的速度大小又為v,方向變?yōu)樨Q直向上。忽略空氣阻力,重力加速度大小為g。則在該運動時間t內(nèi),下列說法正確的是( 。

A.小球的機械能增量為0B.彈簧彈力對小球做的功為0

C.彈簧彈力對小球的沖量大小為2mv+mgtD.彈簧彈力對小球做功的功率為

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【題目】徐州地鐵1號線一期已于2019928日開始運行,全長21.967千米,其中高架線0.571千米,地下線20.996千米,地面過渡段0.4千米;共設(shè)18座車站,其中高架站1座,地下站17座。地鐵每天運營時間為6002130.早晚高峰行車間隔8分左右,平峰行車間隔940秒左右。列車單程運行時間約需40分鐘。下面哪個速度更接近徐州地鐵全程的平均速度( 。

A.35km/hB.80km/h

C.120km/hD.160km/h

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【題目】用一端裝有定滑輪的長木板、小車、打點計時器(頻率為50Hz)、鉤碼、紙帶、細(xì)線組成如圖(a)所示的裝置鉤碼拉動小車,小車做勻加速直線運動得到如圖(b)所示的一條紙帶,紙帶中相鄰兩個計數(shù)點之間有四個點未畫出。

1)在本實驗中某同學(xué)操作了以下實驗步驟,其中有明顯錯誤的步驟是_____(填寫字母)

A.將打點計時器固定在平板上,并接好電路

B.將紙帶固定在小車尾部,并穿過打點計時器的限位孔

C.把一條細(xì)繩拴在小車上,細(xì)繩跨過定滑輪,下面吊著適當(dāng)重的鉤碼

D.放開紙帶,再接通電源

2)如圖(b)用毫米刻度尺測量得:AB4.56cm、AC12.06m、AD22.52cmAE36.04cm,則:打C點時小車的速度大小為_____m/s;小車的加速度大小為_____m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

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【題目】如圖所示,正方體真空盒置于水平面上,它的ABCD面與EFGH面為金屬板,其他面為絕緣材料ABCD面帶負(fù)電,EFGH面帶正電從小孔P沿水平方向以相同速率射入三個帶負(fù)電的小球A、B、C,最后分別落在1、2、3三點,則下列說法正確的是

A三個小球在真空盒中都做類平拋運動

BC球在空中運動時間最長

CC球落在平板上時速度最大

DC球所帶電荷量最少

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【題目】特種兵從空中靜止的直升飛機上,抓住一根豎直懸繩由靜止開始下滑,速度隨時間變化的規(guī)律如圖所示,t2時刻特種兵著地.下列說法正確的是

A.0~t2時間內(nèi)加速度減小

B.t1~t2時間內(nèi),平均速度為

C.t1~t2時間內(nèi)特種兵所受懸繩的阻力越來越小

D.若第一名特種兵開始減速時第二名特種兵立即以同樣的方式下滑,則他們在懸繩上的距離保持不變

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【題目】如圖所示,在閉合鐵芯上用漆包線繞兩個線圈A、B,線圈A兩端分別與兩根平行金屬導(dǎo)軌相連,導(dǎo)軌所在空間有垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場,垂直跨放在導(dǎo)軌上的金屬桿與導(dǎo)軌接觸良好。當(dāng)金屬桿沿導(dǎo)軌向右減速運動時( 。

A.電阻R中無電流流過

B.流過電阻R的電流方向是

C.流過電阻R的電流方向是

D.電阻R中有電流流過,但方向無法判斷

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【題目】如圖甲所示為某同學(xué)測量電源電動勢和內(nèi)阻的電路圖。其中R為電阻箱,Rx為保護(hù)電阻。實驗步驟如下:

1)將電阻箱的阻值調(diào)到合適的數(shù)值,閉合開關(guān)s1、s2,讀出電流表示數(shù)為I,電阻箱讀數(shù)為10.0Ω。斷開s2,調(diào)節(jié)電阻箱的阻值,使電流表示數(shù)仍為I,此時電阻箱讀數(shù)為5.2Ω,則Rx=______Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

2S2斷開,S1閉合,調(diào)節(jié)R,得到多組RI的數(shù)值,并畫出圖像,如圖乙所示。由圖像可得,電源電動勢E=______V,內(nèi)阻r=_____Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

3)本實驗中,因為未考慮電流表的內(nèi)阻,所以電源內(nèi)阻的測量值________真實值。(填“大于”或“小于”)

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