【題目】如圖所示,用“碰撞實驗器”可以驗證動量守恒定律,即研究兩個小球在軌道水平部分碰撞前后的動量關(guān)系。
(1)實驗必須要求滿足的條件是________
A.斜槽軌道必須是光滑的
B.斜槽軌道末端的切線是水平的
C.入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下
D.若入射小球質(zhì)量為m1,被碰小球質(zhì)量為m2,則m1>m2
(2)圖中O點是小球拋出點在地面上的垂直投影。實驗時,先讓入射球m1多次從斜軌上S位置靜止釋放,找到其平均落地點的位置P,測量平拋射程,然后,把被碰小球m1靜置于軌道的末端,再將入射球m1從斜軌S位置靜止釋放,與小球m2相撞,并多次重復(fù)。接下來要完成的必要步驟是________(填選項的符號)
A.用天平測量兩個小球的質(zhì)量m1、m2
B.測量小球m1開始釋放高度h
C.測量拋出點距地面的高度H
D.分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N
E.測量平拋射程
(3)若兩球相碰前后的動量守恒,則其表達(dá)式可表示為_________________(用(2)中測量的量表示);
【答案】BCD ADE
【解析】
在驗證動量守恒定律的實驗中,運用平拋運動的知識得出碰撞前后兩球的速度,因為下落的時間相等,則水平位移代表平拋運動的速度.根據(jù)實驗的原理確定需要測量的物理量.
(1)因為平拋運動的時間相等,根據(jù)v=x/t,所以用水平射程可以代替速度,則需測量小球平拋運動的射程間接測量速度.故應(yīng)保證斜槽末端水平,小球每次都從同一點滑下,但是軌道不一定是光滑的;同時為了使得被碰球能飛的更遠(yuǎn),防止入射球反彈,球m1的質(zhì)量應(yīng)大于球m2的質(zhì)量;故BCD正確,A錯誤;故選BCD.
(2)根據(jù)動量守恒得,m1v0=m1v1+m2v2,兩球碰撞前后均做平拋運動,根據(jù)x=vt可以,由于時間相同,則x與v成正比,則要驗證的關(guān)系可表示為: m1OP=m1OM+m2ON,所以要分別找到m1、m2相碰后平均落地點的位置M、N,從而測量線段OM、OP、ON的長度外,同時還需要測量的物理量是小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2.故選ADE.
(3)若兩球相碰前后的動量守恒,則其表達(dá)式可表示為m1OP=m1OM+m2ON;
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【題目】如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動的圓盤上,沿半徑方向放置以細(xì)線相連的質(zhì)量均為m的A、B 兩個小物塊。A離軸心r1=20 cm,B離軸心r2=30 cm,A、B與圓盤面間相互作用的最大靜摩擦力為其重力的0.4倍,取g=10 m/s2。
(1)若細(xì)線上沒有張力,圓盤轉(zhuǎn)動的角速度ω應(yīng)滿足什么條件?
(2)欲使A、B與圓盤面間不發(fā)生相對滑動,則圓盤轉(zhuǎn)動的最大角速度多大?
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【題目】如圖所示,一個質(zhì)量為m=2kg的小物塊靜置于足夠長的斜面底端,斜面固定在水平地面上,其傾角=37°,F(xiàn)對小物塊施加一個沿斜面向上、大小為F =30N的恒力,4s后將F撤去,此時小物塊速度達(dá)到v1=20m/s (sin37°= 0.6, cos37°=0.8,g=10m/s2)。求:
(1)小物塊與斜面間的邊摩擦因數(shù)μ;
(2)小物塊在斜面上運動的總時間。(可用根式表示)
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【題目】如圖所示,水平板上有質(zhì)量m=1.0kg的物塊,受到隨時間t變化的水平拉力F作用,用力傳感器測出相應(yīng)時刻物塊所受摩擦力Ff的大。≈亓铀俣g=10m/s2.下列判斷正確的是( )
A. 5s內(nèi)拉力對物塊做功為零
B. 4s末物塊所受合力大小為4.0N
C. 物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.4
D. 6s~9s內(nèi)物塊的加速度的大小為2.0m/s2
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【題目】如圖所示,在坐標(biāo)系中,軸上關(guān)于軸對稱的、兩點固定等量異種點電荷、,、兩點分別位于第二、四象限,為平行四邊形,邊、分別與軸交于、,下列說法正確的是( )
A. 點電勢為正,點電勢為負(fù)
B. 、兩點電場強度大小相等方向相反
C. 試探電荷從點移到點,電勢能增加
D. 試探電荷從點移到點和從點移到點,電場力對做功相同
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【題目】如圖所示,總質(zhì)量為460kg的熱氣球,從地面剛開始由靜止豎直上升時的加速度為0.5m/s2,當(dāng)熱氣球上升到180m時,恰以5m/s的速度向上勻速運動。若離開地面后熱氣球所受浮力保持不變,空氣阻力F阻=Kv(K為比例系數(shù)),上升過程中熱氣球總質(zhì)量不變,重力加速度g=10m/s2。試計算:
(1)氣球受到浮力的大小;
(2)氣球上升到180m過程中克服空氣阻力所做的功;
(3)氣球上升到180m過程中所用時間是多少?
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【題目】如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=10∶1,原線圈輸入的交流電壓如圖乙所示,副線圈電路接有滑動變阻器R和額定電壓為12V、工作時內(nèi)阻為2Ω的電動機。閉合開關(guān),電動機正常工作,電流表示數(shù)為1A,則
A. 副線圈兩端電壓為22V
B. 電動機輸出的機械功率為12W
C. 通過電動機的交流電頻率為100Hz
D. 若電動機突然卡住不轉(zhuǎn),原線圈輸入功率變大
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【題目】放在粗糙水平面上的物體受到水平拉力的作用,在0~6 s內(nèi)其速度與時間的圖象和該拉力的功率與時間的圖象分別如圖甲、乙所示.下列說法錯誤的是( )
A. 0~6 s內(nèi)物體的位移大小為30 mB. 0~6 s內(nèi)拉力做的功為70 J
C. 滑動摩擦力的大小為5 ND. 物體的質(zhì)量為kg
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【題目】一條小船在靜水中的速度為10 m/s,要渡過寬度為60 m、水流速度為6 m/s的河流,下列說法正確的是( )
A. 小船渡河的最短時間為6 s
B. 小船渡河的最短時間為10 s
C. 若小船在靜水中的速度增加,則小船渡河的最短路程減小
D. 若小船在靜水中的速度增加,則小船渡河的最短路程不變
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