【題目】如圖所示,光滑水平面上有一質(zhì)量M=1.98kg的小車,車的B點(diǎn)右側(cè)的上表面是粗糙水平軌道,車的B點(diǎn)的左側(cè)固定以半徑R=0.7m光滑圓弧軌道,圓弧軌道與水平軌道在B點(diǎn)相切車的最右端D點(diǎn)固定輕質(zhì)彈簧彈簧處于自然長(zhǎng)度其左端正好對(duì)應(yīng)小車的C點(diǎn),BC之間距離L=0.9m,一個(gè)質(zhì)量m=2kg的小物塊,置于車的B點(diǎn),車與小物塊均處于靜止?fàn)顟B(tài),突然有一質(zhì)量的子彈,以速度v=50m/s擊中小車并停留在車中,設(shè)子彈擊中小車的過(guò)程時(shí)間極短,已知小物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù),g10m/s2則,

(1)通過(guò)計(jì)算判斷小物塊是否能達(dá)到圓弧軌道的最高點(diǎn)A,并求當(dāng)小物塊再次回到B點(diǎn)時(shí),小物塊的最大速度大小;

(2)若已知彈簧被小物塊壓縮的最大壓縮量x=10cm,求彈簧的最大彈性勢(shì)能。

【答案】(1)否,5m/s(2)2.5J

【解析】

(1)由于子彈擊中小車的過(guò)程時(shí)間極短,則子彈和小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律求出子彈擊中小車后共同速度,此后小物塊沿圓軌道上滑,到圓軌道最高點(diǎn)時(shí),子彈、小車和小物塊速度相同,由水平動(dòng)量守恒求出共同速度,再由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒求小物塊上升的最大高度h,將hR比較,即可判斷小物塊是否能達(dá)到圓弧軌道的最高點(diǎn)A,再根據(jù)系統(tǒng)水平動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒求小物塊再次回到B點(diǎn)時(shí)小物塊的最大速度;
(2)當(dāng)彈簧具有最大彈性勢(shì)能時(shí)三者速度相同,由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律結(jié)合求解;

(1)對(duì)于子彈打小車的過(guò)程,取向右為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得,可得
當(dāng)小物塊運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)時(shí),三者共速為
根據(jù)動(dòng)量守恒定律得
解得
根據(jù)機(jī)械能守恒定律得
解得,所以小物塊不能達(dá)到圓弧軌道的最高點(diǎn)A;
當(dāng)小物塊再次回到B點(diǎn)時(shí),小物塊速度為,車和子彈的速度為
根據(jù)動(dòng)量守恒定律得
根據(jù)能量守恒定律得
解得,;

(2)當(dāng)彈簧具有最大彈性勢(shì)能時(shí)三者速度相同,由動(dòng)量守恒定律得,可得 ;
根據(jù)能量守恒定律得
解得。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】避險(xiǎn)車道是避免惡性交通事故的重要設(shè)施,由制動(dòng)坡床和防撞設(shè)施等組成,如圖豎直平面內(nèi),制動(dòng)坡床視為水平面夾角為的斜面。一輛長(zhǎng)12 m的載有貨物的貨車因剎車失靈從干道駛?cè)胫苿?dòng)坡床,當(dāng)車速為23 m/s時(shí),車尾位于制動(dòng)坡床的低端,貨物開始在車廂內(nèi)向車頭滑動(dòng),當(dāng)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)了4 m時(shí),車頭距制動(dòng)坡床頂端38 m,再過(guò)一段時(shí)間,貨車停止。已知貨車質(zhì)量是貨物質(zhì)量的4倍,貨物與車廂間的動(dòng)摩擦因數(shù)為04;貨車在制動(dòng)坡床上運(yùn)動(dòng)收到的坡床阻力大小為貨車和貨物總重的044倍。貨物與貨車分別視為小滑塊和平板,取。求:

1)貨物在車廂內(nèi)滑動(dòng)時(shí)加速度的大小和方向;

2)制動(dòng)坡床的長(zhǎng)度。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)要探究一種新材料制成的圓柱體的電阻步驟如下:

(1)用游標(biāo)為20分度的卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖1,由圖可知其長(zhǎng)度為______ mm.

(2)用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖2,由圖可知其直徑為______mm.

(3)用多用電表的電阻“×10”擋,按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻,表盤的示數(shù)如圖3,則該電阻的阻值約為______

(4)該同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻R,現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下:

待測(cè)圓柱體電阻R

電流表A1(量程0~4mA,內(nèi)阻約50Ω)電流表A2量程0~10mA,內(nèi)阻約30Ω)

電壓表V1量程0~3V,內(nèi)阻約10kΩ)電壓表V2量程0~15V,內(nèi)阻約25kΩ)

直流電源E:電動(dòng)勢(shì)4V,內(nèi)阻不計(jì)

滑動(dòng)變阻器R1阻值范圍0~15Ω,允許通過(guò)的最大電流2.0A

滑動(dòng)變阻器R2阻值范圍0~20kΩ,允許通過(guò)的最大電流0.5A 開關(guān)S 導(dǎo)線若干

為使實(shí)驗(yàn)誤差較小,要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,請(qǐng)?jiān)趫D4方框中畫出測(cè)量的電路圖,并標(biāo)明所用器材的代號(hào)____________

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置探究質(zhì)量不變時(shí)加速度與所受拉力的關(guān)系,他在滑塊上固定一寬度為d的遮光條,光電門固定在長(zhǎng)木板上的B點(diǎn),長(zhǎng)木板放在水平的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,用重物通過(guò)細(xì)線與固定在滑塊前端的拉力傳感器相連(拉力傳感器可測(cè)出細(xì)線的拉力大小)。實(shí)驗(yàn)時(shí)保證滑塊每次都從同一位置A由靜止釋放,改變重物的質(zhì)量m,測(cè)出對(duì)應(yīng)拉力傳感器的示數(shù)F和對(duì)應(yīng)遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間t。試回答下列問(wèn)題:

(1)本實(shí)驗(yàn)___________(需要不需要”)滿足重物質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滑塊與傳感器的總質(zhì)量。

(2)下列關(guān)于該同學(xué)應(yīng)用上圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)得出的a-F圖線是___________。

(3)該同學(xué)在數(shù)據(jù)處理時(shí)未得出質(zhì)量一定時(shí),加速度與所受拉力成正比關(guān)系,原因是在實(shí)驗(yàn)前缺少一個(gè)重要環(huán)節(jié)是______________________;根據(jù)(2)中他的實(shí)驗(yàn)圖象可知滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=___________。(重力加速度g10m/s2)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,正點(diǎn)電荷固定在O點(diǎn),以O為圓心的同心圓上有a、bc三點(diǎn),一質(zhì)量為m、電荷量為-q的粒子僅在電場(chǎng)力作用下從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),速率分別為vavb。若a、b的電勢(shì)分別為φa、φb,則

A. ac兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度相同

B. 粒子的比荷

C. 粒子在a點(diǎn)的加速度大于在b點(diǎn)的加速度

D. 粒子從a點(diǎn)移到b點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減少

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖軌道Ⅲ為地球同步衛(wèi)星軌道,發(fā)射同步衛(wèi)星的過(guò)程可以筒化為以下模型:先讓衛(wèi)星進(jìn)入一個(gè)近地圓軌道Ⅰ(離地高度可忽略不計(jì)),經(jīng)過(guò)軌道上點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火加速,進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ。該橢圓軌道Ⅱ的近地點(diǎn)為圓軌道Ⅰ上的點(diǎn),遠(yuǎn)地點(diǎn)為同步圓軌道Ⅲ上的點(diǎn)。到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)再次點(diǎn)火加速,進(jìn)入同步軌道Ⅲ。已知引力常量為,地球質(zhì)量為,地球半徑為,飛船質(zhì)量為,同步軌道距地面高度為當(dāng)衛(wèi)星距離地心的距離為時(shí),地球與衛(wèi)星組成的系統(tǒng)的引力勢(shì)能為(取無(wú)窮遠(yuǎn)處的引力勢(shì)能為零),忽略地球自轉(zhuǎn)和噴氣后飛船質(zhì)量的変化,問(wèn):

(1)在近地軌道Ⅰ上運(yùn)行時(shí),飛船的動(dòng)能是多少?

(2)若飛船在轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,只有引力做功,引力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化。已知飛船在橢圓軌道Ⅱ上運(yùn)行中,經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的速率為,則經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的速率多大?

(3)若在近地圓軌道Ⅰ上運(yùn)行時(shí),飛船上的發(fā)射裝置短暫工作,將小探測(cè)器射出,并使它能脫離地球引力范圍(即探測(cè)器可以到達(dá)離地心無(wú)窮遠(yuǎn)處),則探測(cè)器離開飛船時(shí)的速度(相對(duì)于地心)至少是多少?(探測(cè)器離開地球的過(guò)程中只有引力做功,動(dòng)能轉(zhuǎn)化為引力勢(shì)能)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】傾角為的斜面與足夠長(zhǎng)的光滑水平面在D處平滑連接,斜面上AB的長(zhǎng)度為3LBC、CD的長(zhǎng)度均為3.5L,BC部分粗糙,其余部分光滑。如圖,4個(gè)“”形小滑塊工件緊挨在一起排在斜面上,從下往上依次標(biāo)為1、2、3、4,滑塊上長(zhǎng)為L的輕桿與斜面平行并與上一個(gè)滑塊接觸但不粘連,滑塊1恰好在A處。現(xiàn)將4個(gè)滑塊一起由靜止釋放,設(shè)滑塊經(jīng)過(guò)D處時(shí)無(wú)機(jī)械能損失,輕桿不會(huì)與斜面相碰。已知每個(gè)滑塊的質(zhì)量為m并可視為質(zhì)點(diǎn),滑塊與粗糙面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,重力加速度為g。求

1)滑塊1剛進(jìn)入BC時(shí),滑塊1上的輕桿所受到的壓力大;

24個(gè)滑塊全部滑上水平面后,相鄰滑塊之間的距離。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,空間有兩個(gè)寬度分別為L2L的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小都為B,左側(cè)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,右側(cè)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外,abcd是一個(gè)均勻電阻絲做成的邊長(zhǎng)為L的正方形線框,線框以垂直于磁場(chǎng)邊界的速度v勻速通過(guò)兩個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,線框abcd兩邊始終與磁場(chǎng)的邊界平行。設(shè)線框cd邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)的位置為x=0,x軸正方向水平向右,從線框ad邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)開始到整個(gè)線框離開磁場(chǎng)區(qū)域的過(guò)程中,線框受到的安培力F(規(guī)定水平向右為正方向)隨著位置x變化的圖像正確的是

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】圖甲為興趣小組制作的無(wú)線充電裝置中受電線圈示意圖,已知線圈匝數(shù)n=100匝、電阻r= 1Ω、橫截面積S=1.5×103m2,外接電阻R=7Ω.線圈處在平行于線圈軸線的磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖乙所示,設(shè)磁場(chǎng)的正方向水平向左,則(  )

A. t=0.005s時(shí)通過(guò)電阻R的電流大小為0

B. t=0.005s時(shí)通過(guò)電阻R的電流方向由a流向b

C. 0~0.01s內(nèi)通過(guò)電阻R的電荷量q=1.5×103 C

D. 0.02~0.03s內(nèi)電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為Q=1.8×103 J

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