20.如圖所示,在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的小球A以速率v0向右運(yùn)動(dòng),在小球的前方O點(diǎn)處有一質(zhì)量未知的小球B處于靜止?fàn)顟B(tài),Q點(diǎn)處為一豎直的墻壁.小球A與小球B發(fā)生彈性碰撞后兩小球均向右運(yùn)動(dòng),小球B與墻壁碰撞后原速率返回并與小球A在P點(diǎn)相遇,$\overrightarrow{PQ}$=3$\overrightarrow{PO}$,兩小球可看成質(zhì)點(diǎn).求:
①小球B的質(zhì)量M;
②假設(shè)兩小球第一次碰撞的時(shí)間是△t,求兩小球第一次碰撞時(shí)相互間的平均作用力F的大。

分析 根據(jù)碰后再次相遇的路程關(guān)系,求出小球碰后的速度大小之比,根據(jù)碰撞過程中動(dòng)量、能量守恒列方程即可求出兩球的質(zhì)量之比.通過動(dòng)量定理求出兩小球第一次碰撞時(shí)平均作用力的大。

解答 解:①設(shè)A、B兩個(gè)小球碰撞后的速度分別為v1、v2,以向右為正,由動(dòng)量守恒定律有:
mv0=mv1+Mv2…①
由能量守恒定律有:$\frac{1}{2}$mv02=$\frac{1}{2}$mv12+$\frac{1}{2}$Mv22…②
兩個(gè)小球碰撞后到再次相遇,其速度率不變,由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律有:
v1:v2=$\overline{PO}$:($\overline{PO}+2\overline{PQ}$)=1:7…③
聯(lián)立①②③代入數(shù)據(jù)解得:M=$\frac{5}{7}m$
②以A球?yàn)檠芯繉?duì)象,由動(dòng)量定理有:
-F△t=mv1-mv0…④
聯(lián)立①④,代入數(shù)據(jù)解得:$F=\frac{5m{v}_{0}}{6△t}$.
答:①小球B的質(zhì)量M為$\frac{5}{7}m$;
②兩小球第一次碰撞時(shí)相互間的平均作用力F的大小為$\frac{5m{v}_{0}}{6△t}$.

點(diǎn)評(píng) 解答本題的突破口是根據(jù)碰后路程關(guān)系求出碰后的速度大小之比,本題很好的將直線運(yùn)動(dòng)問題與動(dòng)量守恒和功能關(guān)系聯(lián)系起來,比較全面的考查了基礎(chǔ)知識(shí).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.一人乘電梯上樓,在豎直上升過程中加速度a隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示,以豎直向上為a的正方向,則人對(duì)地板的壓力( 。
A.t=2s時(shí)最大B.t=2s時(shí)最小C.t=8.5s時(shí)最大D.t=10s最大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.如圖甲所示,物體受到水平推力F的作用,在水平地面上做直線運(yùn)動(dòng).推力F以及物體速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示.取g=10m/s2.( 。
A.物體的質(zhì)量為1kgB.物體的質(zhì)量為2kg
C.物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5D.物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.如圖甲所示為磁懸浮列車模型,質(zhì)量M=1kg的絕緣板底座靜止在動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1的粗糙水平地面上,位于磁場(chǎng)中的正方形金屬框ABCD為動(dòng)力源,其質(zhì)量m=1kg,邊長(zhǎng)為1m,電阻為$\frac{1}{16}$Ω,與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.4,OO′為AD、BC的中線,在金屬框內(nèi)有可隨金屬框同步移動(dòng)的磁場(chǎng),OO′CD區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)如圖乙所示,CD恰在磁場(chǎng)邊緣以外;OO′BA區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)如圖丙所示,AB恰在磁場(chǎng)邊緣以內(nèi)(g=10m/s2).若絕緣板足夠長(zhǎng)且認(rèn)為絕緣板與地面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則金屬框從靜止釋放瞬間( 。
A.若金屬框固定在絕緣板上,金屬框的加速度為3m/s2
B.若金屬框固定在絕緣板上,金屬框的加速度為7m/s2
C.若金屬框不固定,金屬框的加速度為4m/s2,絕緣板仍靜止
D.若金屬框不固定,金屬框的加速度為4m/s2,絕緣板的加速度為2m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.如圖所示,一根長(zhǎng)度L、質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒中通以大小為I的電流,在導(dǎo)軌上一直處于靜止?fàn)顟B(tài).已知垂直導(dǎo)體棒的勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,B的方向與豎直方向成θ角,導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,下列說法正確的是( 。
A.導(dǎo)體棒受到磁場(chǎng)力大小為BLIsinθ
B.導(dǎo)體棒對(duì)軌道壓力大小為mg-BILsinθ
C.導(dǎo)體棒受到導(dǎo)軌摩擦力一定為μ(mg-BILsinθ)
D.導(dǎo)體棒受到導(dǎo)軌棒摩擦力大小為BILcosθ,方向水平向左

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.下列運(yùn)動(dòng)滿足機(jī)械能守恒的是( 。
A.手榴彈從手中拋出后的運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力)
B.子彈射穿木塊
C.吊車將貨物勻速吊起
D.物體沿光滑圓弧面從上向下滑動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.如圖所示,三根細(xì)線于O點(diǎn)處打結(jié),A、B兩端固定在同一水平面上相距為L(zhǎng)的兩點(diǎn)上,使AOB成直角三角形,∠BAO=30°.已知OC線長(zhǎng)是L,下端C點(diǎn)系著一個(gè)小球(忽略小球半徑),下面說法正確的是( 。
A.讓小球在紙面內(nèi)擺動(dòng),周期T=2π$\sqrt{\frac{L}{g}}$
B.讓小球在垂直紙面方向擺動(dòng),周期T=2π$\sqrt{\frac{3L}{2g}}$
C.讓小球在紙面內(nèi)擺動(dòng),周期T=2π$\sqrt{\frac{3L}{2g}}$
D.讓小球在垂直紙面內(nèi)擺動(dòng),周期T=π$\sqrt{\frac{(4+\sqrt{3})}{g}L}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.如圖所示,輕質(zhì)彈簧豎直放置,下端與水平地面相連,讓小球從距離彈簧上端一定高度自由下落,直至到彈簧被壓縮到最大的整個(gè)下落過程中(彈簧始終在彈性限度內(nèi)),下列說法正確的是( 。
A.小球的機(jī)械能守恒B.小球、彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
C.小球的動(dòng)能一直增大D.小球的機(jī)械能一直減小

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.一臺(tái)微波爐說明書所列的部分技術(shù)參數(shù)如下表,請(qǐng)回答:
(1)這臺(tái)微波爐使用的是哪一種電源?
(2)這臺(tái)微波爐輸入電流的有效值是多大?輸入電流的峰值是多大?
型號(hào) WD800(MG-5579MT)
 輸入電源 220V,50Hz
 輸出功率 800W
 微波頻率 2450MHz
 輸入功率1250W

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