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4.如圖所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩豎直懸掛著一質(zhì)量為M=2m的小球A,恰好緊挨著放置在水平面上質(zhì)量為m的物塊B.現(xiàn)保持細(xì)繩繃直,把小球向左上方拉至細(xì)繩與豎直方向成60°的位置,然后釋放小球,小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)恰好與物塊發(fā)生彈性碰撞,碰后物塊則向右滑行了L的距離而靜止,
(1)求物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
(2)如果μ符合第(1)問,討論:M≥m,物塊B在水平面滑動(dòng)距離S的范圍.(提示:解決范圍問題,定要確定上下邊界兩個(gè)量)

分析 (1)小球向下擺動(dòng)的過程中機(jī)械能都守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出碰撞前小球的速度大�。鶕�(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律求出碰撞后物塊的速度大小,根據(jù)動(dòng)能定理研究向右滑動(dòng)過程,求出物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
(2)根據(jù)上題的結(jié)果,分析B獲得的速度范圍,由動(dòng)能定理求物塊B在水平面滑動(dòng)距離S的范圍.

解答 解:(1)對(duì)小球下擺過程分析,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得:
   2mgL(1-cos60°)=12•2mv02 
解得:v0=gL
設(shè)小球與物塊碰撞后,小球的速度為v1,物塊的速度為v2,選向右方向?yàn)檎较颍?br />由動(dòng)量守恒定律得:
   Mv0=Mv1+mv2
由能量守恒定律得:
   12Mv02=12Mv12+12mv22
又 M=2m
解得 v2=2MM+mv0=43gL
對(duì)物塊向右滑行的過程,根據(jù)動(dòng)能定理得:
-μmgL=0-12mv22
聯(lián)立解得 μ=89
(2)由v2=2MM+mv0變形得:v2=21+mMv0
當(dāng)M=m時(shí),v2最小,物塊B在水平面滑動(dòng)距離S最小.v2最小值為 v2min=v0=gL
由動(dòng)能定理得:-μmgSmin=0-12mv2min2
解得 Smin=916L
當(dāng)M→∞時(shí),v2最大,物塊B在水平面滑動(dòng)距離S最大.v2最大值為 v2max=2v0=2gL
由動(dòng)能定理得:-μmgSmax=0-12mv2max2
解得 Smax=94L
所以S的范圍為 916L≤S≤94L
答:
(1)物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ是89
(2)S的范圍為 916L≤S≤94L.

點(diǎn)評(píng) 本題采用程序思維進(jìn)行分析,把握各個(gè)過程的物理規(guī)律是關(guān)鍵.要知道彈性碰撞遵守兩大守恒定律:動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,長(zhǎng)L=0.2m的直導(dǎo)線放在紙面內(nèi).當(dāng)導(dǎo)線中通有I1=1A,方向如圖所示的電流時(shí),導(dǎo)線受到的安培力大小F1=4×10-2 N.
(1)請(qǐng)?jiān)趫D中畫出安培力的方向;
(2)求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大�。�
(3)若將電流大小變?yōu)镮2=1.5A時(shí),求此導(dǎo)線受到的安培力大�。�

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.如圖所示,用折射率n=2的玻璃做成內(nèi)徑為 R、外徑為R′=2R的半球形空心球殼,一束平行光射向此半球的外表面,且與中心對(duì)稱軸 OO′平行,求從球殼內(nèi)表面射出的光線的出射點(diǎn)離OO′的最大距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

12.在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,采用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示,盤及重物的質(zhì)量用m表示,小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出.
(1)當(dāng)M與m的大小關(guān)系滿足M>>m時(shí),才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤及砝碼的重力.
(2)一組同學(xué)在做加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí),保持盤及重物的質(zhì)量一定,改變小車及車中砝碼的質(zhì)量,測(cè)出相應(yīng)的加速度,采用圖象法處理數(shù)據(jù),為了比較容易地檢查出加速度a與質(zhì)量M的關(guān)系,應(yīng)該作a與1M的圖象.
(3)如圖乙所示為某同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖線,此圖線說明實(shí)驗(yàn)存在的問題是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.
(4)圖丙為某次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶,已知使用電源頻率為50HZ.根據(jù)紙帶可求出小車在C點(diǎn)的速度大小為1.7m/s,加速度大小為3.2m/s2(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:選擇題

19.如圖所示的電路為演示自感現(xiàn)象的電路圖,其中R0為定值電阻,電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,小燈泡的燈絲電阻為R(可視為不變),電感線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng)、電阻為RL.電路接通并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后,斷開開關(guān)S,可以看到燈泡先是“閃亮”(比開關(guān)斷開前更亮)一下,然后才逐漸熄滅,但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)“閃亮”現(xiàn)象并不明顯.為了觀察到斷開開關(guān)S時(shí)燈泡比開關(guān)斷開前有更明顯的“閃亮”現(xiàn)象,下列措施中一定可行的是( �。�
A.改變電源的正負(fù)極性
B.增大R0
C.增加電感線圈原匝數(shù)使L增大
D.換一個(gè)自感系數(shù)L相同但電阻RL更小的電感線圈

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.以下關(guān)于分子力的說法,正確的是( �。�
A.分子間的距離增大則分子間的斥力與引力均減小
B.外界對(duì)物體做功,物體的內(nèi)能必定增加
C.布朗運(yùn)動(dòng)是由懸浮在液體中的微粒之間的相互碰撞引起的
D.能量耗散從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中的宏觀過程具有方向性
E.一定質(zhì)量的氣體,溫度不變,分子的平均動(dòng)能不變

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

6.一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體在粗糙水平面上,被F=20N的拉力作用,由靜止向前運(yùn)動(dòng),已知物體所受阻力大小Ff=10N,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小;
(2)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=2s時(shí)的位移大�。�

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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題

3.用于豎直方向成θ=37°斜向右上方,用推力F把一個(gè)重量為m=1kg的木塊壓在粗糙豎直墻上勻速向上運(yùn)動(dòng).已知物塊與墻面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,求推力F及墻對(duì)木塊的正壓力大小FN和墻對(duì)木塊的摩擦力大小Ff(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

4.在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)使用了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)頻率為50Hz.
(1)下列說法正確的是C
A.先釋放小車,再接通電源
B.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接直流電源輸出端
C.牽引小車的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行
D.在增加小車質(zhì)量的同時(shí),增大木板的傾角
(2)該同學(xué)得到一條紙帶,在紙帶上取連續(xù)的O、A、B、C、D、E六個(gè)點(diǎn),每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出.如圖2所示,各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為OA=1.31cm、OB=4.24cm、OC=8.79cm、OD=14.86cm、OE=22.75cm,則打D點(diǎn)時(shí)小車的速度為0.698m/s;小車的加速度為1.62m/s2.(保留三位有效數(shù)字)

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