【題目】如圖所示,在光滑的水平面上有一輛小車處于靜止狀態(tài),小車的上表面左端AB部分是水平的軌道,右側(cè)BC是一段光滑的圓弧軌道,圓弧的底端恰好與AB段相切,小車質(zhì)量M=8kg,現(xiàn)有一質(zhì)量m=2kg的物塊,以初速度從A點沖上小車,并沿BC上滑,然后恰好沿軌道返回到A點,已知物塊與水平面AB部分的動摩擦因數(shù),求:
(1)小物塊返回到A點的速度大;
(2)小車上平面AB的長度;
(3)要使物塊不從C點沖出,圓弧BC的半徑R的最小值。
【答案】(1)2m/s(2)10cm(3)2m
【解析】(1)小物塊和小車組成的系統(tǒng)在水平方向上的動量總是守恒,小物塊恰好返回到A點,所以小物塊返回到A點和小車的速度相同,設它們的共同速度為v,則有:
,
解得:;
(2)小物塊返回到A點時,小物塊的動能減少,小車的動能增加,系統(tǒng)的內(nèi)能增加,由能量守恒定律得:,
解得:。
(3)小物塊在圓弧BC上運動到最高點C時,水平方向上的速度與小車相同,豎直方向上的速度為零,此時小物塊剛好不沖出小車,圓弧半徑最小,所以小物塊和小車阻成的系統(tǒng)在水平方向上的動量守恒,有:,
解得:,
小物塊在圓弧BC上運動到最高點C的過程中,小物塊的動能減少,重力勢能增加,小車的動能增加,由能量守恒定律得:
,
解得:。
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】甲、乙兩同學通過下面的實驗測量人的反應時間。實驗步驟如下:
(1)甲用兩個手指輕輕捏住量程為L的木尺上端,讓木尺自然下垂。乙把手放在尺的下端(位置恰好處于L刻度處,但未碰到尺),準備用手指夾住下落的尺。學科@網(wǎng)
(2)甲在不通知乙的情況下,突然松手,尺子下落;乙看到尺子下落后快速用手指夾住尺子。若夾住尺子的位置刻度為L1,重力加速度大小為g,則乙的反應時間為________(用L、L1和g表示)。
(3)已知當?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>g=9.80 m/s2,L=30.0 cm,L1=10.4 cm,乙的反應時間為__________s。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(4)寫出一條提高測量結(jié)果準確程度的建議:___________。
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【題目】真空管道超高速列車的動力系統(tǒng)是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成平動動能的裝置。圖1是某種動力系統(tǒng)的簡化模型,圖中粗實線表示固定在水平面上間距為l的兩條平行光滑金屬導軌,電阻忽略不計,ab和cd是兩根與導軌垂直,長度均為l,電阻均為R的金屬棒,通過絕緣材料固定在列車底部,并與導軌良好接觸,其間距也為l,列車的總質(zhì)量為m。列車啟動前,ab、cd處于磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直于導軌平面向下,如圖1所示,為使列車啟動,需在M、N間連接電動勢為E的直流電源,電源內(nèi)阻及導線電阻忽略不計,列車啟動后電源自動關(guān)閉。
(1)要使列車向右運行,啟動時圖1中M、N哪個接電源正極,并簡要說明理由;
(2)求剛接通電源時列車加速度a的大小;
(3)列車減速時,需在前方設置如圖2所示的一系列磁感應強度為B的勻強磁場區(qū)域,磁場寬度和相鄰磁場間距均大于l。若某時刻列車的速度為,此時ab、cd均在無磁場區(qū)域,試討論:要使列車停下來,前方至少需要多少塊這樣的有界磁場?
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【題目】在“驗證牛頓第二定律”的實驗中,采用如圖所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,砂和砂桶的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動的紙帶計算出。
(1)實驗中,為了使細線對小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度,使細線與長木板平行。接下來還需要進行的一項操作是(_______)
A.將長木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,給打點計時器通電。改變砂桶中砂子的多少,使小車在砂和砂桶的牽引下運動,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動
B.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨,讓小車連著已經(jīng)穿過打點計時器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點計時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運動
C.將長木板的一端墊起適當?shù)母叨,撤去紙帶以及砂和砂桶,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運動
(2)實驗中要進行質(zhì)量m和M的選取,以下最合理的一組是(_______)
A.M=200g,m=10g、15g、20g、25g、30g、35g、40g
B.M=200g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
C.M=400g,m=10g、15g、20g、25g、30g、35g、40g
D.M=400g,m=20g、40g、60g、80g、100g、120g
(3)已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz,每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出,利用下圖給出的數(shù)據(jù)可求出小車運動的加速度a=______m/s2。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)
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【題目】如圖,在xOy平面的第一、四象限內(nèi)存在著方向垂直紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場,第四象限內(nèi)存在方向沿-y方向、電場強度為E的勻強電場。從y軸上坐標為a的一點向磁場區(qū)發(fā)射速度大小不等的帶正電同種粒子,速度方向范圍是與+y方向成30°~150°,且在xOy平面內(nèi)。結(jié)果所有粒子經(jīng)過磁場偏轉(zhuǎn)后都垂直打到x軸上,然后進入第四象限的勻強電場區(qū)。已知帶電粒子電量為q,質(zhì)量為m,粒子的重力及粒子間相互作用不計。求:
(1)垂直y軸方向射入磁場粒子運動的速度大小v1;
(2)求粒子在第Ⅰ象限的磁場中運動的最長時間與最短時間差。;
(3)從x軸上x=(-1)a點射人第四象限的粒子穿過電磁場后經(jīng)過y軸上y=-b的點,求該粒子經(jīng)過y=-b點的速度大小。
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【題目】如圖所示,上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置。小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放,并落至底部,則小磁塊
A. 在P和Q中都做自由落體運動
B. 在P中的下落時間比在Q中的長
C. 在兩個下落過程中的機械能都守恒
D. 落至底部時在P中的速度比在Q中的大
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【題目】一質(zhì)點沿直線Ox方向做減速直線運動,它離開O點的距離x隨時間變化的關(guān)系為x=6t-2t3(m),它的速度v隨時間t變化的關(guān)系為v=6-6t2(m/s),則該質(zhì)點在t=2 s時的瞬時速度和t=0到t=2 s間的平均速度、平均速率分別為( )
A. -18 m/s、-2 m/s、6 m/s
B. -18 m/s、-2 m/s、2 m/s
C. -2 m/s、-2 m/s、-18 m/s
D. -18 m/s、6 m/s、6 m/s
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【題目】汽車A在水平冰雪路面上行駛,駕駛員發(fā)現(xiàn)其正前方停有汽車B,立即采取制動措施,但仍然撞上了汽車B。兩車碰撞時和兩車都完全停止后的位置如圖所示,碰撞后B車向前滑動了4.5 m,A車向前滑動了2.0 m,已知A和B的質(zhì)量分別為kg和kg,兩車與該冰雪路面間的動摩擦因數(shù)均為0.10,兩車碰撞時間極短,在碰撞后車輪均沒有滾動,重力加速度大小.求
(1)碰撞后的瞬間B車速度的大。
(2)碰撞前的瞬間A車速度的大小。
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【題目】如圖所示,一根橡皮筋兩端固定在A、B兩點,橡皮筋處于ACB時恰好為原長狀態(tài),將彈丸放在橡皮筋內(nèi)C處并由C處豎直向下拉至D點(此時仍在橡皮筋的彈性限度內(nèi))釋放,C、D兩點均在AB連線的中垂線上.橡皮筋的質(zhì)量忽略不計,不計空氣阻力,彈丸由D運動到C的過程中
A. 由D運動到C的過程中彈丸一直做加速運動
B. 由D運動到C的過程中彈丸的機械能能一直增加
C. 由D運動到C的過程中彈丸的動能和橡皮筋的彈性勢能之和一直增加
D. 由D運動到C的過程中彈丸的重力勢能和橡皮筋彈性勢能之和先增加后減小
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