【題目】如圖所示,在水平桌面上放有長(zhǎng)木板C,C上右端是固定擋板P,在C上左端和中點(diǎn)處各放有小物塊ABA、B的尺寸以及P的厚度皆可忽略不計(jì),剛開(kāi)始A、B之間和B、P之間的距離皆為L。設(shè)木板C與桌面之間無(wú)摩擦,A、C之間和BC之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力;A、B、C(連同擋板P)的質(zhì)量相同.開(kāi)始時(shí),BC靜止,A以某一初速度向右運(yùn)動(dòng).假設(shè)所有的碰撞都是彈性正碰。

1)若物塊AB恰好發(fā)生碰撞,求A的初速度;

2)若B與擋板P恰好發(fā)生碰撞,求A的初速度;

3)若最終物塊A從木板上掉下來(lái),物塊B不從木板C上掉下來(lái),求A的初速度的范圍。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

1)若物塊剛好與物塊不發(fā)生碰撞,則物塊運(yùn)動(dòng)到物塊所在處時(shí),的速度大小相等.因?yàn)槲飰K與木板的速度相等,所以此時(shí)三者的速度均相同,設(shè)為,由動(dòng)量守恒定律得

在此過(guò)程中,整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)能的改變等于系統(tǒng)內(nèi)部相互間的滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和,即

解得

恰好發(fā)生碰撞的條件是:

2)物塊、發(fā)生碰撞的極短時(shí)間內(nèi),構(gòu)成的系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,而木板的速度保持不變.因?yàn)槲飰K、間的碰撞是彈性的,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,又因?yàn)橘|(zhì)量相等,由動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒,碰撞前后、交換速度,若碰撞剛結(jié)束時(shí),、、三者的速度分別為,則有

若物塊剛好與擋板不發(fā)生碰撞,則物塊以速度從板板的中點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到擋板所在處時(shí),的速度相等.因的速度大小是相等的,故、三者的速度相等,設(shè)此時(shí)三者的速度為.根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:

整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)能的改變,等于系統(tǒng)內(nèi)部相互問(wèn)的滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和,即

解得

即物塊的初速度時(shí),剛好發(fā)生碰撞

3 恰好沒(méi)從木板上掉下來(lái),即到達(dá)的左端時(shí)的速度變?yōu)榕c相同,這時(shí)三者的速度皆相同,以表示,由動(dòng)量守恒有:

以初速度在木板的左端開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)相碰,直到剛沒(méi)從木板的左端掉下來(lái),這一整個(gè)過(guò)程中,系統(tǒng)內(nèi)部先是相對(duì)的路程為;接著相對(duì)運(yùn)動(dòng)的路程也是;碰后直到剛沒(méi)從木板上掉下來(lái),相對(duì)運(yùn)動(dòng)的路程也皆為.整個(gè)系統(tǒng)動(dòng)能的改變應(yīng)等于

內(nèi)部相互間的滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和,即

上掉下的條件是

設(shè)剛要從木板上掉下來(lái)時(shí),、三者的速度分別為,則有 ,此時(shí)有

當(dāng)物塊從木板上掉下來(lái)后,若物塊剛好不會(huì)從木板上掉下,即當(dāng)的左端趕上時(shí),的速度相等.設(shè)此速度為,則對(duì)、這一系統(tǒng)來(lái)說(shuō),由動(dòng)量守恒定律,有

在此過(guò)程中,對(duì)這一系統(tǒng)來(lái)說(shuō),滑動(dòng)摩擦力做功的代數(shù)和為,由動(dòng)能定理可得

解得

故物塊不從木板上掉下來(lái)的條件是;

綜上所述,A的初速度范圍是

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】籃球賽非常精彩,吸引了眾多觀眾.經(jīng)常有這樣的場(chǎng)面:在臨終場(chǎng)前0.1s,運(yùn)動(dòng)員把球投出且準(zhǔn)確命中,獲得比賽的勝利.如果運(yùn)動(dòng)員投籃的過(guò)程中對(duì)籃球做的功為W,出手高度(相對(duì)地面)為h1,籃筐距地面高度為h2,球的質(zhì)量為m,空氣阻力不計(jì).下列說(shuō)法中正確的是(  )

A. 籃球出手時(shí)的動(dòng)能為W+mgh1

B. 籃球進(jìn)框時(shí)的動(dòng)能為W+mgh1-mgh2

C. 籃球從出手到進(jìn)框的過(guò)程中,其重力勢(shì)能增加了mgh1-mgh2

D. 籃球從出手到進(jìn)框的過(guò)程中,重力對(duì)它做的功為mgh2-mgh1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門B;瑝K上固定一遮光條,滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連,傳感器下方懸掛鉤碼,每次滑塊都從A處由靜止釋放。

(1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d,如圖乙所示,則d=________mm。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí),將滑塊從A位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門B的時(shí)間t,若要得到滑塊的加速度,還需要測(cè)量的物理量是______________________。

(3)下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是________。(填選項(xiàng)前的字母)

A.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B.應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些

C.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平

D.應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

(4)改變鉤碼質(zhì)量,測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間t,通過(guò)描點(diǎn)作出線性圖象,研究滑塊的加速度與力的關(guān)系,處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出________“t2-F”“ -F”-F”圖象。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示是一多匝線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象,根據(jù)圖象可知(

A.此交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e200sin0.02t

B.此交變電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e200sin100πt

C.t0.01s時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量為零

D.t0.02s時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的電路可以測(cè)量多個(gè)物理量.實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:

兩個(gè)相同的待測(cè)電源(內(nèi)阻r≈1Ω

電阻箱R1(最大阻值為999.9Ω

電阻箱R2(最大阻值為999.9Ω

電壓表V(內(nèi)阻約為2kΩ

電流表A(內(nèi)阻約為

靈敏電流計(jì)G,兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1、S2

主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:

①按圖連接好電路,調(diào)節(jié)電阻箱R1R2至最大,閉合開(kāi)關(guān)S1S2,再反復(fù)調(diào)節(jié)R1R2,使電流計(jì)G的示數(shù)為0,讀出電流表A、電壓表V、電阻箱R1、電阻箱R2的示數(shù)分別為0.40A、12.0V30.6Ω28.2Ω;

②反復(fù)調(diào)節(jié)電阻箱R1R2(與①中的電阻值不同),使電流計(jì)G的示數(shù)為0,讀出電流表A、電壓表V的示數(shù)分別為0.60A、11.7V

回答下列問(wèn)題:

1)步驟①中:電流計(jì)G的示數(shù)為0時(shí),電路中AB兩點(diǎn)的電電勢(shì)差UAB=_____VAC兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAC=______V;AD兩點(diǎn)的電勢(shì)差UAD=______V;

2)利用步驟①中的測(cè)量數(shù)據(jù)可以求得電壓表的內(nèi)阻為______Ω,電流表的內(nèi)阻為______Ω;

3)結(jié)合步驟①步驟②的測(cè)量數(shù)據(jù)電源的電動(dòng)勢(shì)E______V,內(nèi)阻r_____Ω

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】甲、乙兩車在平直公路上同向行駛,其vt圖象如圖所示。已知兩車在t=3s時(shí)并排行駛,則( 。

A.t=1s時(shí),甲車在乙車后

B.t=0時(shí),乙車在甲車前15m

C.兩車另一次并排行駛的時(shí)刻是t=2s

D.甲、乙兩車兩次并排行駛的位置之間沿公路方向的距離為40m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在水下氣泡內(nèi)空氣的壓強(qiáng)大于氣泡表面外側(cè)水的壓強(qiáng),兩壓強(qiáng)差△P與氣泡半徑r之間的關(guān)系為△P=,其中σ=0.070N/m,F(xiàn)讓水下10m處有一半徑為0.20cm的氣泡緩慢上升,已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×105Pa,取g=10m/s2,ρ=1.0×103kg/m3。

1)求在水下10m處氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差;

2)在水下是否可以將氣泡內(nèi)外的壓強(qiáng)看作近似相等?為什么?

3)忽略水溫隨水深的變化,在氣泡上升到十分接近水面時(shí),求氣泡此時(shí)體積與其原來(lái)體積之比的近似值。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】為了探究動(dòng)能改變與合外力做功的關(guān)系,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案:

A.第一步他把帶有定滑輪的木板有滑輪的一端墊起,把質(zhì)量為M的滑塊通過(guò)細(xì)繩與質(zhì)量為m的帶夾重錘相連,然后跨過(guò)定滑輪,重錘夾后連一紙帶,穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,調(diào)整木板傾角,直到輕推滑塊后,滑塊沿木板勻速運(yùn)動(dòng),如圖甲所示。

B.第二步保持木板的傾角不變,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器安裝在木板靠近滑輪處,取下細(xì)繩和重錘,將滑塊與紙帶相連,使其穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,然后接通電源釋放滑塊,使之從靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng),打出紙帶,如圖乙所示。打出的紙帶如圖丙所示:

試回答下列問(wèn)題:

1)已知O、AB、CD、E、F相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為Δt,根據(jù)紙帶求滑塊速度,當(dāng)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打A點(diǎn)時(shí)滑塊速度=_______,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)滑塊速度=____________。

2)已知重錘質(zhì)量m,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g,要測(cè)出某一過(guò)程合外力對(duì)滑塊做的功,還必須測(cè)出這一過(guò)程滑塊________________(寫出物理量名稱及符號(hào)),合外力對(duì)滑塊做功的表達(dá)式=____________。

3)測(cè)出滑塊運(yùn)動(dòng)OA段、OB段、OC段、OD段、OE段合外力對(duì)滑塊所做的功以及。以v2為縱軸,以W為橫軸建立坐標(biāo)系,描點(diǎn)作出v2W圖象,可知它是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線,若直線斜率為k,則滑塊質(zhì)量M=____________

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量相同的兩小球a、b分別從斜面頂端A和斜面中點(diǎn)B沿水平方向拋出后,恰好都落在斜面底端,不計(jì)空氣阻力,下列說(shuō)法正確的是

A小球a、b在空中飛行的時(shí)間之比為2:1

B小球a、b拋出時(shí)的初速度大小之比為2:1

C小球a、b到達(dá)斜面底端時(shí)的動(dòng)能之比為4:1

D小球a、b到達(dá)斜面底端時(shí)速度方向與斜面的夾角之比為1:1

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同步練習(xí)冊(cè)答案