【題目】如圖甲所示,一質(zhì)量為ma的滑塊(可看成質(zhì)點)固定在半徑為R的光滑四分之一圓弧軌道的頂端A點,另一質(zhì)量為mb的滑塊(可看成質(zhì)點)靜止在軌道的底端B處,A點和圓弧對應(yīng)的圓心O點等高。

1)若圓弧的底端B與水平光滑平面連接(足夠長),mb靜止于B點,ma從靜止開始釋放,假設(shè)兩滑塊碰撞時無機(jī)械能損失,且兩滑塊能發(fā)生兩次碰撞,試證明:3ma<mb。

2)若圓弧的底端B與水平傳送帶平滑連接,如圖乙所示。已知ma=mb=1kg,R=0.8 m,傳送帶逆時針勻速運(yùn)行的速率為v0=1 m/s,B點到傳送帶水平面右端點C的距離為L=2 mmb靜止于B點,ma從靜止開始釋放,滑塊mamb相碰后立即結(jié)合在一起(設(shè)為mc)運(yùn)動,當(dāng)mc運(yùn)動到C點時速度恰好為零。求mc從開始運(yùn)動到與傳送帶的速度相同的過程中由于摩擦而產(chǎn)生的熱量Q。(g=10 m/s2)

【答案】1)見解析(29J

【解析】

(1)兩滑塊碰撞時動量守恒mava=mavambvb

無機(jī)械能損失ma=mava2mbvb2

解得:va′=

解得:vb′=

要想發(fā)生兩次碰撞必須滿足:-va′>vb代入可得:3ma<mb

(2)機(jī)械能守恒magR=

滑塊mamb相碰后結(jié)合在一起,動量守恒mav1=mcv2

B運(yùn)動到C點時速度恰好為零,由動能定理可得:

fL=0mc

f=mca,-v0=v2at

mc向右運(yùn)動:s1=v2tat2

傳送帶向左運(yùn)動:s2=v0t

Q=fs相對=f(s1s2)=9J

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】焰火晚會上,萬發(fā)禮花彈點亮夜空,如圖所示為豎直放置的炮筒在發(fā)射禮花彈。炮筒的長度為1m,每個禮花彈質(zhì)量為1kg(在炮筒內(nèi)運(yùn)動過程中看作質(zhì)量不變),禮花彈在炮筒中受到重力高壓氣體的推力和炮筒內(nèi)阻力的作用。當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>10m/s2,發(fā)射過程中高壓氣體對禮花彈做功900J,禮花彈離開炮簡口時的動能為800J。禮花彈從炮筒底部豎直運(yùn)動到炮筒口的過程中,下列判斷正確的是

A. 重力勢能增加800J

B. 克服炮筒內(nèi)阻力做功90J

C. 克服炮筒內(nèi)阻力做功無法計算

D. 機(jī)械能增加800J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在做研究平拋物體的運(yùn)動實驗時,實驗裝置如圖所示,先將斜槽軌道的末端調(diào)整水平,在一塊平木板表面釘上復(fù)寫紙和白紙,并將該木板豎直立于槽口附近處,使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球撞到木板并在白紙上留下痕跡A;將木板向遠(yuǎn)離槽口方向分別平移距離x2x,再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止釋放,小球分別撞在木板上得到痕跡B、C。若木板每次移動距離x=15.00 cm,測得A、B間距離y1=4.78 cm,B、C間距離y2=14.58 cm。(取重力加速度g=9.8 m/s2

1)小球初速度的表達(dá)式為v0=________。(用題給物理量符號表示)

2)小球初速度的測量值為________m/s。(保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用粗細(xì)均勻的電阻絲做成的直角三角形金屬框abc,放置在豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向平行于ab邊向上。若如圖甲所示,金屬框繞ab邊向紙面外以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(從上往下看逆時針轉(zhuǎn)動),圖示位置c、a兩點的電勢差為,從圖示位置轉(zhuǎn)90°過程中通過ab邊的電荷量為q。若如圖乙所示,金屬框繞bc邊向紙面內(nèi)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,圖示位置時c、a兩點的電勢差為,從圖示位置轉(zhuǎn)90°過程中通過ab邊的電荷量為。已知bc、ab邊的長度都為l,金屬框的總電阻為R。下列判斷正確有是(

A. B. C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】根據(jù)生活經(jīng)驗可知,處于自然狀態(tài)的水都是往低處流的,當(dāng)水不再流動時,水面應(yīng)該處于同一高度。在著名的牛頓“水桶實驗”中發(fā)現(xiàn):將一桶水繞豎直固定中心轉(zhuǎn)軸以恒定的角速度轉(zhuǎn)動,穩(wěn)定時水面呈凹狀,水桶截面如圖所示。這一現(xiàn)象可解釋為,以桶為參考系,其中的水除受重力外,還受到一個與轉(zhuǎn)軸垂直的“力”,其方向背離轉(zhuǎn)軸,大小與到軸的垂直距離成正比。水面上的一個小水滴在該力作用下也具有一個對應(yīng)的“勢能”,在重力和該力的共同作用下,水面上相同質(zhì)量的小水滴最終將具有相同的總勢能。根據(jù)以上信息可知,下列說法中正確的是

A. 該“力”對水面上小水滴做功與路徑有關(guān)

B. 小水滴沿水面向上移動時,該“勢能”增加

C. 小水滴沿水面向上移動時,重力勢能的增加量大于該“勢能”的減少量

D. 水面上的小水滴受到重力和該“力”的合力一定與水滴所在水面垂直

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】通過靜電場和引力場的比較,可以進(jìn)一步認(rèn)識“場”的性質(zhì)。

1)地球視為質(zhì)量分布均勻的球體,已知地球質(zhì)量為,引力常量為。

a.仿照電場強(qiáng)度的定義,試寫出地球外部距離地心引力場強(qiáng)的表達(dá)式,并指出其方向;

b.如圖甲所示,設(shè)地表和離地表高度處的引力場強(qiáng)大小分別為,已知地球半徑,請估算的值(保留1位有效數(shù)字),這一結(jié)果說明什么;

2)在研究點電荷周圍的靜電場時,空間范圍比帶電體的線度大得多,不能簡單利用以上處理辦法。如圖乙所示,帶電量為的點電荷固定不動,在處分別由靜止釋放兩個不同的帶正電粒子,只在電場力作用下運(yùn)動到B處。請自設(shè)必要的物理量,分析說明:

a.AB過程中,若它們所用的時間相同,則需要滿足什么條件?

b.AB過程中,若它們動量的變化相同,又需要滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在某個絕緣粗糙轉(zhuǎn)盤上依次放著相同材料制成的質(zhì)量都為m的三個小物塊a、b、c,三者到中軸的距離之比為123.其中a、b帶正電,電荷量分別是q1q2,c不帶電,不考慮ab之間微弱的庫侖力。空間中有一豎直向上大小為B的勻強(qiáng)磁場,已知三個小物體隨著轉(zhuǎn)盤緩慢逆時針加速轉(zhuǎn)動(俯視),某一時刻,三者一起相對轉(zhuǎn)盤滑動(不考慮物塊對磁場的影響)。則下列說法中正確的是( 。

A. 之比為21

B. 之比為41

C. 若考慮微弱的庫侖力,則可能是a先滑動

D. 若順時針緩慢加速轉(zhuǎn),則ab兩個物塊中一定是b先滑動

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在E=103 V/m的水平向左勻強(qiáng)電場中,有一光滑半圓形絕緣軌道CPN豎直放置,軌道與一水平絕緣軌道MN平滑連接,半圓軌道所在豎直平面與電場線平行,其半徑R=40 cm,一帶正電荷q=3×10-4 C的小滑塊質(zhì)量為m=40 g,與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=05,小滑塊運(yùn)動過程中所帶電荷量保持不變,取g=10 m/s2;瑝K在水平軌道上某點由靜止釋放后,恰好能運(yùn)動到圓軌道的最高點C,問:

1小滑塊是在水平軌道上離N點多遠(yuǎn)處釋放的?

2小滑塊經(jīng)過C點后落地,落地點離N點的距離多大?

3小球在半圓軌道上運(yùn)動時,對軌道的最大壓力有多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,秋千擺擺繩的一端系于O點,另一端打一個比較大的結(jié),便于游戲者(視為質(zhì)點)騎跨。繩的質(zhì)量、空氣阻力均不計。在擺繞O點沿豎直平面從P點擺至Q點的過程中,游戲者

A. 所受拉力不變B. 動能始終不變

C. 機(jī)械能先減少后增加D. 重力勢能先減小后增加

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