【題目】如圖所示,水平傳送帶AB長(zhǎng)L=8.3m,質(zhì)量M=1kg的木塊隨傳送帶一起以v1=2m/s的速度向左運(yùn)動(dòng)(傳送帶的速度恒定不變),木塊與傳送帶間的摩擦因數(shù)μ=0.5.當(dāng)木塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶最左端A點(diǎn)時(shí),一顆質(zhì)量為m=20g的子彈以 v0=300m/s水平向右的速度正對(duì)入射木塊并穿出,穿出速度為v2=50m/s,以后每隔1s就有一顆子彈射向木塊.設(shè)子彈與木塊的作用時(shí)間極短,且每次射入點(diǎn)不同,g=10m/s2 . 求:
(1)在木塊被第二顆子彈擊中前木塊向右運(yùn)動(dòng)離A點(diǎn)的最大距離.
(2)木塊在傳送帶上最多能被多少顆子彈子擊中.
(3)在被第二顆子彈擊中前,子彈、木塊、傳送帶這一系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱能是多少?
【答案】
(1)解:第一顆子彈射入木塊過(guò)程中動(dòng)量守恒,以子彈與木塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,以子彈的初速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得:
mv0﹣Mv1=mu+Mv1′,
代入數(shù)據(jù)解得:v1′=3m/s,
木塊向右作減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小為:a= =μg=0.5×10=5m/s2,
木塊速度減小為零所用時(shí)間t1= = =0.6s<1s,
所以木塊在被第二顆子彈擊中前向右運(yùn)動(dòng)離A點(diǎn)最遠(yuǎn)時(shí),速度為零,
移動(dòng)距離為:s1= ,
代入數(shù)據(jù)解得:s1=0.9m
答:在被第二顆子彈擊中前,木塊向右運(yùn)動(dòng)離A點(diǎn)的最大距離為0.9m
(2)解:在第二顆子彈射中木塊前,木塊再向左做加速運(yùn)動(dòng),時(shí)間:t2=1s﹣0.6s=0.4s
速度增大為:v'2=at2=2m/s(木塊恰與傳遞帶同速)向左移動(dòng)的位移為:s2= at22= 5×0.16=0.4m;
所以?xún)深w子彈擊中木塊的時(shí)間間隔內(nèi),木塊總位移:s0=s1﹣s2=0.5m,方向向右設(shè)木塊在傳送帶上最多能被n顆子彈擊中,則:
(n﹣2)×0.5+0.9≤8.3;
(n﹣1)×0.5+0.9≥8.3
聯(lián)立解得:n=16
答:木塊在傳送帶上最多能被16顆子彈子擊中
(3)解:第一顆子彈擊穿木塊過(guò)程中產(chǎn)生的熱能為:
,
代入數(shù)據(jù)解得:Q1=872.5J,
木塊向右減速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相對(duì)傳送帶的位移為:
s2=V1t1+s1,
代入數(shù)據(jù)解得:s2=2.1m,
產(chǎn)生的熱能為:Q2=μMgS2,
代入數(shù)據(jù)解得:Q2=10.5J,
在第二顆子彈射中木塊前,木塊再向左作加速運(yùn)動(dòng),
運(yùn)動(dòng)時(shí)間:t2=1s﹣0.6s=0.4s,
速度增大到:v2=at2=5××0.4=2m/s(恰與傳送帶同速)
向左移動(dòng)的位移為:s3= at22= ×5×0.42=0.4m
木塊向左加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相對(duì)傳送帶的位移為:
s4=v1t2﹣s3,
代入數(shù)據(jù)解得:s4=0.4m,
產(chǎn)生的熱能為:Q3=μMgS4,
代入數(shù)據(jù)解得:Q3=2J,
所求過(guò)程中產(chǎn)生的熱能為:Q=Q1+Q2+Q3=872.5J+10.5J+2J=885J
答:從第一顆子彈射中木塊到木塊剛要被第二顆子彈擊中的過(guò)程中,子彈、木塊和傳送帶這一系統(tǒng)產(chǎn)生的熱能是885J
【解析】(1)根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出子彈穿過(guò)木塊的瞬間,木塊的速度,結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出在被第二顆子彈擊中前,木塊向右運(yùn)動(dòng)離A點(diǎn)的最大距離.(2)由題意利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得兩顆子彈擊中木塊過(guò)程木塊向前滑動(dòng)的距離,則可求得最多有多少子彈擊中木塊;(3)系統(tǒng)所產(chǎn)生的內(nèi)能是兩部分組成:一是子彈打擊木塊產(chǎn)生的,由能量守恒求出;二是木塊在傳送帶上滑動(dòng)摩擦生熱,運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出木塊與傳送帶的相對(duì)位移,求解摩擦生熱.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】綠色奧運(yùn)”是2008年北京奧運(yùn)會(huì)的三大理念之一,奧組委決定在各比賽場(chǎng)館使用新型節(jié)能環(huán)保電動(dòng)車(chē),江漢大學(xué)的500名學(xué)生擔(dān)任了司機(jī),負(fù)責(zé)接送比賽選手和運(yùn)輸器材。在檢測(cè)某款電動(dòng)車(chē)性能的某次實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量為8×102㎏的電動(dòng)車(chē)由靜止開(kāi)始沿平直公路行駛,達(dá)到的最大速度為15m/s,利用傳感器測(cè)得此過(guò)程中不同時(shí)刻電動(dòng)車(chē)的牽引力F與對(duì)應(yīng)的速度v,并描繪出F—圖象(圖中AB、BO均為直線))。假設(shè)電動(dòng)車(chē)行駛中所受的阻力恒定,求此過(guò)程中:(1)電動(dòng)車(chē)的額定功率;(2)電動(dòng)車(chē)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間,速度達(dá)到2m/s?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】空間有一沿x軸對(duì)稱(chēng)分布的電場(chǎng),規(guī)定水平向右為電場(chǎng)的正方向,其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖象如圖所示。則下列說(shuō)法中正確的是( )
A. O點(diǎn)的電勢(shì)最低
B. —帶正電的點(diǎn)電荷在x2點(diǎn)的電勢(shì)能大于在x1點(diǎn)的電勢(shì)能
C. 將一帶正電的點(diǎn)電荷從x1點(diǎn)移到一x1點(diǎn),電場(chǎng)力做功為零
D. —帶正電的點(diǎn)電荷在x1和x3兩點(diǎn)處的電勢(shì)能不相等
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,質(zhì)量分別為m和M的兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),星球A和B兩者中心之間的距離為L。已知A、B的中心和O三點(diǎn)始終共線,A和B分別在O的兩側(cè)。引力常數(shù)為G。
(1)求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期:
(2)在地月系統(tǒng)中,若忽略其他星球的影響,可以將月球和地球看成上述星球A和B,月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期為。但在近似處理問(wèn)題時(shí),常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的,這樣算得的運(yùn)行周期記為。已知地球和月球的質(zhì)量分別為和,求與兩者平方之比。(結(jié)果保留3位小數(shù))
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】測(cè)定木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
測(cè)定木塊與水平長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù),通常需要測(cè)力計(jì).如果沒(méi)有測(cè)力計(jì),能否測(cè)出它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)呢?某實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)轉(zhuǎn)換測(cè)量的方法,測(cè)出了木塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.他們測(cè)量的步驟和方法如圖所示:
①如圖a,測(cè)出輕彈簧的自然長(zhǎng)度l0;
②如圖b,將木塊懸掛在彈簧的下端,靜止時(shí)測(cè)出彈簧的長(zhǎng)度l1;
③如圖c,將長(zhǎng)木板固定在水平面上,用彈簧拉動(dòng)木塊在長(zhǎng)木板上水平勻速運(yùn)動(dòng),測(cè)出彈簧長(zhǎng)度l2 .
(1)根據(jù)測(cè)出的物理量,請(qǐng)你寫(xiě)出動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式μ= . 寫(xiě)出推導(dǎo)過(guò)程:
(2)在實(shí)驗(yàn)中同學(xué)們發(fā)現(xiàn):如果按圖11﹣d的方法,將彈簧一端連接木塊,一端固定在豎直墻壁上,拉動(dòng)長(zhǎng)木板水平運(yùn)動(dòng),測(cè)出彈簧長(zhǎng)度l3 , 同樣可以求得動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
比較圖c和圖d的兩種方法,你認(rèn)為圖方法更好,原因是 .
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某物理小組利用如圖所示的裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)。他們用小錘打擊彈性金屬片,A球水平拋出,同時(shí)B球松開(kāi),自由下落,并觀察到兩小球同時(shí)落地。關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的是(_________)
A.若只改變裝置的高度,多次實(shí)驗(yàn),則能說(shuō)明A球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.若只改變小錘的打擊力度,多次實(shí)驗(yàn),則能說(shuō)明A球在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.若只改變裝置的高度,多次實(shí)驗(yàn),則能說(shuō)明A球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)
D.若只改變小錘的打擊力度,多次實(shí)驗(yàn),則能說(shuō)明A球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道,BC段水平,AB段與BC段平滑連接.質(zhì)量為m的小球從高為h處由靜止開(kāi)始沿軌道下滑,與靜止在軌道BC段上質(zhì)量為km的小球發(fā)生碰撞,碰撞前后兩小球的運(yùn)動(dòng)方向處于同一水平線上.
(1)若兩小球碰撞后粘連在一起,求碰后它們的共同速度;
(2)若兩小球在碰撞過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失,
a.為使兩小球能發(fā)生第二次碰撞,求k應(yīng)滿(mǎn)足的條件;
b.為使兩小球僅能發(fā)生兩次碰撞,求k應(yīng)滿(mǎn)足的條件.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律指出:行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸a的三次方與她的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比,即,k是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量.將行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)按圓周運(yùn)動(dòng)處理,請(qǐng)你推導(dǎo)出太陽(yáng)系中該常量k的表達(dá)式.已知引力常量為G,太陽(yáng)的質(zhì)量為M太.
(2)開(kāi)普勒定律不僅適用于太陽(yáng)系,它對(duì)一切具有中心天體的引力系統(tǒng)(如地月系統(tǒng))都成立.經(jīng)測(cè)定月地距離為3.84×108m,月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為2.36×106s,試計(jì)算地球的質(zhì)量M地.
(G=6.67×10-11Nm2/kg2,結(jié)果保留一位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的電路中,閉合電鍵,燈L1、L2正常發(fā)光,由于電路出現(xiàn)故障,突然發(fā)現(xiàn)燈L1變亮,燈L2變暗,電流表的讀數(shù)變小,根據(jù)分析,發(fā)生的故障可能是
A. R1斷路 B. R2斷路 C. R3短路 D. R4短路
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