【題目】(1)動量定理可以表示為Δp=FΔt,其中動量p和力F都是矢量。在運(yùn)用動量定理處理二維問題時,可以在相互垂直的x、y兩個方向上分別研究。例如,質(zhì)量為m的小球斜射到木板上,入射的角度是θ,碰撞后彈出的角度也是θ,碰撞前后的速度大小都是v,如圖1所示。碰撞過程中忽略小球所受重力。

a.分別求出碰撞前后x、y方向小球的動量變化Δpx、Δpy;

b.分析說明小球?qū)δ景宓淖饔昧Φ姆较颉?/span>

(2)激光束可以看作是粒子流,其中的粒子以相同的動量沿光傳播方向運(yùn)動。激光照射到物體上,在發(fā)生反射、折射和吸收現(xiàn)象的同時,也會對物體產(chǎn)生作用。光鑷效應(yīng)就是一個實(shí)例,激光束可以像鑷子一樣抓住細(xì)胞等微小顆粒。

一束激光經(jīng)S點(diǎn)后被分成若干細(xì)光束,若不考慮光的反射和吸收,其中光束①和②穿過介質(zhì)小球的光路如圖②所示。圖中O點(diǎn)是介質(zhì)小球的球心,入射時光束①和②與SO的夾角均為θ,出射時光束均與SO平行。請?jiān)谙旅鎯煞N情況下,分析說明兩光束因折射對小球產(chǎn)生的合力的方向。

a.光束①和②強(qiáng)度相同;

b.光束①比②強(qiáng)度大。

【答案】(1)a.,方向沿y軸正方向b.沿y軸負(fù)方向(2)a.兩光束對小球的合力的方向沿SO向左b.兩光束對小球的合力的方向指向左上方

【解析】(1)a.x方向:

動量變化為

y方向:動量變化為

方向沿y軸正方向

b.根據(jù)動量定理可知,木板對小球作用力的方向沿y軸正方向;根據(jù)牛頓第三定律可知小球?qū)δ景遄饔昧Φ姆较蜓貀軸負(fù)方向

(2)a.僅考慮光的折射,設(shè)時間內(nèi)沒每束光穿過小球的粒子數(shù)為n,每個粒子動量的大小為p。

這些粒子進(jìn)入小球前的總動量為

從小球出射時的總動量為

、的方向均沿SO向右

根據(jù)動量定理

可知,小球?qū)@些粒子的作用力F的方向沿SO向右;根據(jù)牛頓第三定律,兩光束對小球的合力的方向沿SO向左。

b.建立如圖所示的Oxy直角坐標(biāo)系

x方向:根據(jù)(2)a同理可知,兩光束對小球的作用力沿x軸負(fù)方向。

y方向:設(shè)時間內(nèi),光束①穿過小球的粒子數(shù)為,光束②穿過小球的粒子數(shù)為,。

這些粒子進(jìn)入小球前的總動量為

從小球出射時的總動量為

根據(jù)動量定理:

可知,小球?qū)@些粒子的作用力的方向沿y軸負(fù)方向,根據(jù)牛頓第三定律,兩光束對小球的作用力沿y軸正方向。所以兩光束對小球的合力的方向指向左上方。

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】如圖所示為驗(yàn)證碰撞中的動量守恒的實(shí)驗(yàn)裝置。

下列說法中不符合本實(shí)驗(yàn)要求的是 (選填選項(xiàng)前面的字母)

A.軌道應(yīng)當(dāng)盡量光滑,以減小實(shí)驗(yàn)誤差

B.在同一組實(shí)驗(yàn)的不同碰撞中,每次入射球必須從同一高度由靜止釋放

C.安裝軌道時,軌道末端必須水平

D.需要使用的測量儀器有秒表和刻度尺

本實(shí)驗(yàn)必須測量的物理量有________

A.斜槽軌道末端到水平地面的高度H;

B.小球a、b的質(zhì)量分別為mamb;

C.小球a、b的半徑r

D.小球ab在離開斜槽軌道末端后平拋飛行的時間;

E.記錄紙上O點(diǎn)到A、B、C各點(diǎn)的距離OAOB、OC;

Fa球的固定釋放點(diǎn)到斜槽軌道末端水平部分間的高度差h

小球a、b的質(zhì)量mamb應(yīng)該滿足ma mb(填大于小于等于

實(shí)驗(yàn)時,先不放b球,讓a球多次從同一位置由靜止釋放,找到平均落點(diǎn)B;放上b球后,將a球仍從同一位置釋放并重復(fù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中記錄了軌道末端在記錄紙上的豎直投影為O點(diǎn),在記錄紙上找到了兩球平均落點(diǎn)位置為AC,并測得各落點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為OA、OBOC。驗(yàn)證碰撞中的動量守恒的達(dá)式為:______

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】為了測量木塊與木板間的動摩擦因數(shù),某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置:一個木塊放在水平長木板上,通過細(xì)線跨過定滑輪與重物相連,木塊與紙帶相連,在重物牽引下,木塊先向左加速運(yùn)動,重物落地后,木塊做減速運(yùn)動,打出的紙帶撕下其中一段如圖乙所示,已知交流電頻率為50 Hz,重力加速度g10 m/s2

1)木塊減速階段的加速度大小為 m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

2)木塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ= (紙帶與打點(diǎn)計(jì)時器間的摩擦可忽略不計(jì))。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某一旅游景區(qū),建有一山坡滑草運(yùn)動項(xiàng)目.該山坡可看成傾角θ30°的斜面,一名游客連同滑草裝置總質(zhì)量m80kg,他從靜止開始勻加速下滑,在時間t5 s內(nèi)沿斜面滑下的位移x25m.(不計(jì)空氣阻力,取g10m/s2)問:

1)游客連同滑草裝置在下滑過程中加速度為多大?

2)游客連同滑草裝置在下滑過程中受到的摩擦力為多大?

3)滑草裝置與草皮之間的動摩擦因數(shù)μ為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】核裂變和核聚變的過程中能夠放出巨大核能。核裂變中經(jīng)常使用的具有天然放射性,若經(jīng)過7次α衰變和m次β衰變,變成,則m=_________。核聚變中,最常見的反應(yīng)就是一個氘核與一個氚核結(jié)合成一個氦核。已知氘核的比結(jié)合能是1.09 MeV;氚核的比結(jié)合能是2.78 MeV;氦核的比結(jié)合能是7.03 MeV。則氫核聚變的方程是_____________;一次氫核聚變釋放出的能量是_________MeV。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】地球和火星繞太陽公轉(zhuǎn)可視為勻速圓周運(yùn)動,忽略行星自轉(zhuǎn)影響。根據(jù)下表,火星和地球相比( )

行星

星體半徑/m

星體質(zhì)量/kg

公轉(zhuǎn)軌道半徑/m

地球

64×106

60×1024

15×1011

火星

34×106

64×1023

23×1011

A.火星的公轉(zhuǎn)周期較大

B.火星公轉(zhuǎn)的向心加速度較大

C.火星表面的重力加速度較小

D.火星的第一宇宙速度較大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一固定的豎直汽缸由一大一小兩個同軸圓筒組成,兩圓筒中各有一個活塞。已知大活塞的質(zhì)量為,橫截面積為;小活塞的質(zhì)量為,橫截面積為;兩活塞用剛性輕桿連接,間距保持為;汽缸外大氣的壓強(qiáng)為,溫度為。初始時大活塞與大圓筒底部相距,兩活塞間封閉氣體的溫度為,F(xiàn)汽缸內(nèi)氣體溫度緩慢下降,活塞緩慢下移。忽略兩活塞與汽缸壁之間的摩擦,重力加速度大小g取。求:

1塞與大圓筒底部接觸前的瞬間,缸內(nèi)封閉氣體的溫度;

2缸內(nèi)封閉的氣體與缸外大氣達(dá)到熱平衡時,缸內(nèi)封閉氣體的壓強(qiáng)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖所示的裝置測量彈簧的彈性勢能。將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上,左端固定,右端在O點(diǎn);在O點(diǎn)右側(cè)的B、C位置各安裝一個光電門,計(jì)時器(圖中未畫出)與兩個光電門相連。先用米尺測得B、C兩點(diǎn)間距離s,再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A,靜止釋放,計(jì)時器顯示遮光片從B到C所用的時間t,用米尺測量A、O之間的距離x。

(1)計(jì)算滑塊離開彈簧時速度大小的表達(dá)式是_______。

(2)為求出彈簧的彈性勢能,還需要測量_______。

A.彈簧原長

B.當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>

C.滑塊(含遮光片)的質(zhì)量

(3)增大A、O之間的距離x,計(jì)時器顯示時間t將_____。

A.增大 B.減小 C.不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩位同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中利用如圖a所示的電路測定值電阻R0、電源的電動勢E和內(nèi)電阻r,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P向某一方向移動時,一個同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V1的測量數(shù)據(jù),另一位同學(xué)記錄的是電流表A和電壓表V2的測量數(shù)據(jù)并根據(jù)數(shù)據(jù)描繪了如圖b所示的兩條UI圖線回答下列問題:

1根據(jù)甲、乙兩同學(xué)描繪的圖線,可知

A甲同學(xué)是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)

B甲同學(xué)是根據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)

C乙同學(xué)是根據(jù)電壓表V1和電流表A的數(shù)據(jù)

D乙同學(xué)是根據(jù)電壓表V2和電流表A的數(shù)據(jù)

2根據(jù)圖b,可以求出定值電阻R0=________Ω,電源電動勢E=________V,內(nèi)電阻r=________Ω

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