13.如圖所示,質(zhì)量m1=0.98kg的靶盒A靜止在光滑水平面上,水平輕質(zhì)彈簧一端栓在質(zhì)量m2=1.0kg的滑塊B上,另一端與靶盒A連接,有一固定的發(fā)射器,它可以瞄準(zhǔn)靶盒發(fā)射一顆水平速度為v0=10m/s,質(zhì)量m0=0.02kg的彈丸,當(dāng)彈丸打入靶盒A后,便留在盒內(nèi),碰撞時間極短,不計空氣阻力,求:
(1)彈丸與靶盒A碰撞剛結(jié)束時的瞬間速度的大;
(2)彈丸打入靶盒A的過程中,彈丸與靶盒共同損失的機械能;
(3)彈丸打入靶盒A后,彈簧的最大彈性勢能.

分析 (1)彈丸與靶盒A碰撞的過程,由動量守恒定律求出碰撞剛結(jié)束時的瞬間速度的大。
(2)彈丸打入靶盒A的過程中,彈丸與靶盒共同損失的機械能等于系統(tǒng)動能的減小量;
(3)彈丸打入靶盒A后,A壓縮彈簧,A做減速運動,B做加速運動,當(dāng)兩者的速度相同時彈簧的彈性勢能最大,由動量守恒定律和機械能守恒定律求最大彈性勢能.

解答 解:(1)彈丸與靶盒A碰撞的過程,取向右為正方向,由動量守恒定律得:
m0v0=(m0+m1)v1
解得碰撞剛結(jié)束時A的瞬間速度的大小為:v1=0.2m/s
(2)彈丸打入靶盒A的過程中,彈丸與靶盒共同損失的機械能為:△E=$\frac{1}{2}$m0v02-$\frac{1}{2}$(m0+m1)v12
代入解得:△E=0.08J
(3)彈丸打入靶盒A后,當(dāng)三個物體的速度相同時,彈簧的彈性勢能最大,設(shè)共同速度為v.根據(jù)動量守恒定律和機械能守恒定律得:
(m0+m1)v1=(m0+m1+m2)v;
 $\frac{1}{2}$(m0+m1)v12=$\frac{1}{2}$(m0+m1+m2)v2+Ep
聯(lián)立解得,彈簧的最大彈性勢能為:Ep=0.01J
答:(1)彈丸與靶盒A碰撞剛結(jié)束時的瞬間速度的大小是0.2m/s;
(2)彈丸打入靶盒A的過程中,彈丸與靶盒共同損失的機械能是0.08J;
(3)彈丸打入靶盒A后,彈簧的最大彈性勢能是0.01J.

點評 本題要分段分析物體的運動過程和運動規(guī)律,知道碰撞的基本規(guī)律是動量守恒.本題涉及三個物體,要首先考慮能否運用守恒定律.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

3.某同學(xué)利用如圖1所示的裝置測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋畬嶒灢襟E如下:
A.按裝置圖安裝好實驗裝置;
B.用游標(biāo)卡尺測量小球的直徑d;
C.用米尺測量懸線的長度l;
D.讓小球在豎直平面內(nèi)小角度擺動.當(dāng)小球經(jīng)過最低點時開始計時,并計數(shù)為0,此后小球每經(jīng)過最低點一次,依次計數(shù)1、2、3、….當(dāng)數(shù)到20時,停止計時,測得時間為t;
E.多次改變懸線長度,對應(yīng)每個懸線長度,都重復(fù)實驗步驟C、D;
F.計算出每個懸線長度對應(yīng)的t2
G.以t2為縱坐標(biāo)、l為橫坐標(biāo),作出t2-l圖線.

結(jié)合上述實驗,完成下列題目:
①用游標(biāo)為10分度(測量值可準(zhǔn)確到0.1mm)的卡尺測量小球的直徑,某次測量的示數(shù)如圖2所示,讀出小球直徑d的值為1.52cm.
②該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),利用計算機作出圖線t2-l如圖3所示,根據(jù)圖線擬合得到方程t2=404.0l+3.0.設(shè)t2-l圖象的斜率為k,由此可以得出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊谋磉_(dá)式g=$\frac{400{π}^{2}}{k}$,其值為9.76m/s2 (取π2=9.86,結(jié)果保留3位有效數(shù)字).
③從理論上分析圖線沒有過坐標(biāo)原點的原因,下列分析正確的是D
A.不應(yīng)在小球經(jīng)過最低點時開始計時,應(yīng)該在小球運動到最高點時開始計時
B.開始計時后,不應(yīng)記錄小球經(jīng)過最低點的次數(shù),而應(yīng)記錄小球做全振動的次數(shù)
C.不應(yīng)作t2-l圖線,而應(yīng)作t2-(l-$\frac{1}{2}$d)圖線
D.不應(yīng)作t2-l圖線,而應(yīng)作t2-(l+$\frac{1}{2}$d)圖線.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.如圖所示為簡諧運動的圖象.
(1)求出它的振幅、周期、初相;
(2)寫出它的振動方程.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.某質(zhì)點在0~12s內(nèi)運動的v-t圖象如圖所示.其中前4s內(nèi)的圖象是一段$\frac{1}{4}$圓弧,關(guān)于質(zhì)點的運動,下列說法正確的是( 。
A.質(zhì)點在第一個4 s內(nèi)的平均速度和在第二個4 s內(nèi)的平均速度大小相等
B.t=12 s時,質(zhì)點的位移最大
C.質(zhì)點在t=6 s時的加速度與t=10 s時的加速度大小相等,方向相反
D.質(zhì)點在這12 s內(nèi)的平均速度約為1.05 m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.關(guān)于物理學(xué)的研究方法,以下說法錯誤的是( 。
A.開普勒通過大量的數(shù)據(jù)和觀測記錄,從而發(fā)現(xiàn)了行星運動的三大定律
B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律并用實驗方法測出引力常量的數(shù)值,從而使萬有引力定律有了真正的實用價值
C.在用實驗探究加速度、力和質(zhì)量三者之間關(guān)系時,應(yīng)用了控制變量法
D.如圖是三個實驗裝置,這三個實驗都體現(xiàn)了微量放大的思想

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

18.(多選)一個大人(甲)跟一個小孩(乙)站在水平地面上手拉手比力氣,結(jié)果大人把小孩拉過來了,對這個過程中作用于雙方的力的關(guān)系,下列說法正確是( 。
A.大人拉小孩的力一定等于小孩拉大人的力
B.地對大人的摩擦力大于小孩拉大人的力
C.大人拉小孩的力大于地對小孩的摩擦力
D.地對大人的摩擦力和地對小孩的摩擦力是一對作用力

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.如圖所示,Ⅱ字形兩根足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ相距為L=1m,導(dǎo)軌平面在豎直平面,金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上,且始終與導(dǎo)軌接觸良好,金屬棒的質(zhì)量為m=2kg,導(dǎo)軌處于勻強磁場中,磁場的方向垂直于導(dǎo)軌平面,磁感應(yīng)強度大小為B=1T,電阻R=10Ω,金屬導(dǎo)軌的上端有與電機轉(zhuǎn)動軸相連的絕緣輕繩,電機輸入電壓U=44V,工作電流恒定I=5A,線圈內(nèi)阻r=0.4Ω,不計一切摩擦,不計導(dǎo)軌、金屬棒的電阻,重力加速度為g=10m/s2,將金屬棒由靜止釋放.
(1)求電機的機械功率P?
(2)求金屬棒上升的最大速度為vM

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

20.在“利用單擺測重力加速度”的實驗中:
①某同學(xué)甲測得擺線長l0,小球直徑D,小球完成n次全振動的時間t,則實驗測得的重力加速度的表達(dá)式g=$\frac{4{π}^{2}{n}^{2}({l}_{0}+\frac{D}{2})}{{t}^{2}}$(用題目中所給的物理量來表示);
②實驗中測得的重力加速度數(shù)值明顯小于當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣鹊膶嶋H值.造成這一情況的可能原因是B
A.所用擺球的質(zhì)量過大
B.?dāng)[線上端未牢固地固定于O點,振動中出現(xiàn)松動,使擺線變長
C.測量周期時,當(dāng)擺球通過平衡位置時啟動秒表,此后擺球第30次通過平衡位置時制動秒表,讀出經(jīng)歷的時間為t,并由計算式T=$\frac{t}{30}$求得周期
D.測量周期時,誤將擺球(n-1)次全振動的時間t記成了n次全振動的時間
③另一名同學(xué)乙在擺球自然懸垂的情況下,用毫米刻度尺從懸點量到擺球的最低端的長度L=0.9990m,再用游標(biāo)卡尺(填寫器材名稱)測量擺球直徑,結(jié)果如圖所示,則擺球的直徑為1.20cm,單擺擺長為0.9930 m.將擺球拉開一定角度,由靜止釋放擺球后,為了減少誤差,應(yīng)該當(dāng)擺球經(jīng)過平衡位置(填入“平衡位置”或者“最高點”)才開始記時.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.用兩面平行的玻璃磚測定玻璃折射率的實驗中,其實驗光路如圖所示,對實驗中的一些具體問題,下列說法正確的是(  )
A.為了減少作圖誤差,C和D的距離應(yīng)適當(dāng)取大一些
B.為了減少測量誤差,A、B連線與法線NN′的夾角應(yīng)適當(dāng)大一些
C.若A、B的距離較大時,通過玻璃磚會看不到A、B的像
D.若A、B連線與法線NN′間夾角過大時,有可能在bb′一側(cè)看不清A、B的像

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同步練習(xí)冊答案