如圖11-44所示，將帶電荷量Q＝0.3 C、質(zhì)量m′=0.15 kg 的滑塊放在小車的絕緣板的右端，小車的質(zhì)量M=0.5 kg，滑塊與絕緣板間動摩擦因數(shù)μ=0.4，小車的絕緣板足夠長，它們所在的空間存在著磁感應(yīng)強度B=20 T 的水平方向的勻強磁場.開始時小車靜止在光滑水平面上，一擺長 L=1.25 m、擺球質(zhì)量 m＝0.3 kg的擺從水平位置由靜止釋放，擺到最低點時與小車相撞，如圖11-44所示，碰撞后擺球恰好靜止，g取10 m/s2.求：

（1）擺球與小車的碰撞過程中系統(tǒng)損失的機械能ΔE.

（2）碰撞后小車的最終速度.

圖11-44

（1）1.31 J  （2）1.2 m/s


解析:

（1）由機械能守恒定律得：mgL=

代入L、g解得v = 5 m/s．

在m碰撞M的過程中，由動量守恒定律得：mv-Mv1=0

代入m、M解得v1=1.5 m/s

所以ΔE==1.31 J.

（2）假設(shè)m′最終能與M一起運動，由動量守恒定律得：Mv1=(M+m′)v2

代入m′、M解得v2 = 0.937 5 m/s

m′以v2=0.83 m/s速度運動時受到的向上洛倫茲力f = BQv2=5.625 N＞m′g =3 N．

所以m′在還未到v2=0.937 5 m/s時已與M分開了．由上面分析可知當m′的速度為v3=3/（0.3×20） m/s=0.5 m/s時便與M分開了，根據(jù)動量守恒定律可得方程：

Mv1=Mv2′+m′v3解得v2′=1.2 m/s．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（1）如圖1所示為《探究小車速度隨時間變化的規(guī)律》的實驗中某時刻的照片，按照實驗要求應(yīng)該
B
B


A．釋放小車，再接通電源
B．先接通電源，再釋放小車
C．同時釋放小車和接通電源
（2）本實驗必須
C
C

A．要平衡摩擦力
B．要求懸掛物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
C．上述兩項要求都不需要
（3）如圖2為在“探究小車速度隨時間的變化規(guī)律”實驗中，得到的紙帶．從中確定五個計數(shù)點，量得：
d
 
1
=8.00cm，
d
 
2
=17.99cm，
d
 
3
=30.00cm，
d
 
4
=44.01cm．每相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔是0.1s．則打C點時小車的速度
v
 
C
=
1.1
1.1
m/s，小車的加速度a=
2.0
2.0
m/
s
2
 
．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

關(guān)于做“測電源電動勢和內(nèi)電阻”的實驗
（1）有同學(xué)按圖（a）電路進行連接，他用到的6根導(dǎo)線是aa′、bb′、cc′、dd′、d′e和bf，由于其中混進了一根內(nèi)部斷開的導(dǎo)線，所以當他按下開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)兩個電表的指針均不偏轉(zhuǎn)，他用多用表的電壓檔測量bc′間的電壓，讀數(shù)約為1.5V（已知電池電動勢約為1.5V），根據(jù)上述現(xiàn)象可推得，這6根導(dǎo)線中可能哪幾根內(nèi)部是斷開的？答：
bb′、cc′
bb′、cc′
（寫導(dǎo)線編號）．為了確定哪一根導(dǎo)線的內(nèi)部是斷開的，他至少還要用多用表的電壓檔再測量幾次？答：
1
1
次
（2）排除故障后，該同學(xué)通過改變滑動變阻的電阻，測得了6組U、I的數(shù)據(jù)，根據(jù)第1、2、3、4、5和6組的數(shù)據(jù)，他在U-I圖上標出了這些數(shù)據(jù)點，并且按照這些數(shù)據(jù)點的分布繪制了相應(yīng)的U-I圖線[如圖（b）所示]，由這一圖線，可求得電源的電動勢E為
1.45（或1.46、1.44）
1.45（或1.46、1.44）
V，內(nèi)電阻r為
0.5（或0.51、0.49）
0.5（或0.51、0.49）
Ω．如果他不利用這一圖線，而是利用任意兩組U、I數(shù)據(jù)，那么當他選擇哪二組數(shù)據(jù)時求出的E、r值誤差最大？答：
2、3
2、3
（寫數(shù)據(jù)組編號）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?安徽二模）
I．如圖（1）所示，在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中，用裝有沙子的小桶通過細線繞過定滑輪拉著小車在長木板上作勻加速直線運動．通過改變沙的質(zhì)量的辦法來改變小車受到的作用力F，用打點計時器打出的紙帶測出小車的加速度a，得出若干組F和a的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖（2）所示的a-F圖線，發(fā)現(xiàn)圖線既不過原點又不是直線，其可能的原因是
AD
AD
．
A．沒有平衡摩擦力，且小車質(zhì)量較小
B．平衡摩擦力時，長木板的右端墊得過高，且小車的質(zhì)量較大．
C．平衡摩擦力時，長木板的右端墊得過高，且沙子和小桶的質(zhì)量較大
D．平衡摩擦力時，長木板的右端墊得過低，且沙子和小桶的質(zhì)量較大
II．在測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻的實驗中，備有如下器材：
A．干電池E（電動勢約為1.5V，內(nèi)電阻約為1Ω）
B．電流表A（量程為0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω）
C．電流表G（滿偏電流為3mA，內(nèi)阻Rg=10Ω）
D．滑動變阻器R1（阻值范圍0～20Ω，額定電流2A）
E．滑動變阻器R2（阻值范圍0～200Ω，額定電流1A）
E．定值電阻R3=990Ω
G．開關(guān)和導(dǎo)線若干
（1）某同學(xué)為了完成實驗，設(shè)計了如圖所示的圖（3）、圖（4）兩種參考電路，其中合理的是
4
4
．（填“3“或“4”）
（2）為了能方便準確地進行測量，其中應(yīng)選擇的滑動變阻器是
R2
R2
（填“R1”或“R2”）．
（3）如圖（5）所示，是某位同學(xué)根據(jù)他所設(shè)計的實驗測得的六組數(shù)據(jù)在I1-I2圖象上所描出的點（I1為電流表G的示數(shù)，I2為電流表A的示數(shù)）．請你在圖上畫出圖線，并由圖線求出電池的電動勢E=
1.48
1.48
V，內(nèi)電阻r=
0.81
0.81
Ω．
III．如圖所示是一個多量程多用電表的簡化電路圖．測電流和測電壓各有兩個量程，還有兩個檔位用來測電阻．在進行電阻測量時，應(yīng)將選擇開關(guān)S撥到
3
3
或
4
4
兩個位置；若測量電流時只有25mA和250mA．兩個量程，在某次測量時需要選擇250mA量程，應(yīng)將選擇開關(guān)S撥到
1
1
位置．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）如圖1所示，游標卡尺讀數(shù)為
 
cm，秒表的讀數(shù)為
 
s．
（2）電源的輸出功率P跟外電路的電阻R有關(guān)，題圖2是研究他們關(guān)系的實驗電路．為了便于進行實驗和保護蓄電池，給蓄電池串聯(lián)了一個定值電阻R0，把它們一起看作電源（圖2中虛線框內(nèi)部分），電源的電阻就是蓄電池的內(nèi)阻和定值電阻R0之和，并用r表示，電源的電動勢用E表示．
①在題圖3中按題圖2連線，組成實驗電路．
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②下表是某實驗小組在實驗中紀錄的幾組數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)在方格紙中畫出該電源的U-I特性曲線，并讀出電動勢E
 
V，電源內(nèi)電阻r=
 
Ω．
 I（A）  0.12 0.20  0.28  0.36  0.44  0.52  0.60  0.68 
 U（V）  3.41 3.00  2.60  2.20  1.80  1.40  1.31  0.60 
 U/I（Ω）  28.42 15.00  9.29   6.11  4.09  2.69  2.16  0.88
 UI（W）  0.41  0.60  0.73  0.79  0.79  0.73  0.78  0.41
③根據(jù)表中數(shù)據(jù)廟會出電源輸出功率P跟外電路電阻R的關(guān)系曲線，分析該電源輸出功率的最大值約為
 
W，此時外電路電阻約為
 
Ω．
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