【題目】如圖所示,一輕彈簧一端同定在傾角為37°的固定光滑直軌道AD的底端AB處,另一端若自由伸長則位于C點(diǎn),另一端若固定連接一質(zhì)量為m的小木塊,小木塊處于B點(diǎn)時(shí)恰靜止.直軌道與﹣半徑為r=0.5R的光滑圓弧軌道相切于D點(diǎn),E點(diǎn)為圓弧軌道的最高點(diǎn)(且過E點(diǎn)的切線水平).BC=CD=R,A、B、C、D、E均在同一豎直面內(nèi).質(zhì)量為m的一小鐵塊自D點(diǎn)由靜止開始下滑,到達(dá)B點(diǎn)后與小木塊碰撞,碰撞時(shí)間極短,碰撞后共同壓縮彈簧,此后運(yùn)動過程中小鐵塊與小木塊恰不分離.輕彈簧始終處于彈性限度內(nèi),重力加速度大小為g,(取sin37°=0.6.cos37°=0.8)求:
(1)小鐵塊即將與小木塊碰撞時(shí)的速率為多大;
(2)小鐵塊即將與小木塊碰撞時(shí)彈簧的彈性勢能為多大;
(3)若小鐵塊具有沿直線軌道向下的初速度,小鐵塊的初速度至少為多大.與小鐵塊碰撞后,才能沿著圓弧軌道運(yùn)動到E點(diǎn).
【答案】
(1)解:小鐵塊沿直軌道下滑時(shí),根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
mg2Rsin37°=
可得 v1=
答:小鐵塊即將與小木塊碰撞時(shí)的速率為 ;
(2)小鐵塊與小木塊碰撞前后,由于碰撞時(shí)間極短,動量守恒,取沿斜面向下為正方向,由動量守恒定律有
mv1=2mv2.
碰后,小鐵塊與小木塊共同壓縮彈簧,直至速度減小至零后被反間向上運(yùn)動,當(dāng)輕彈簧恰恢復(fù)原長時(shí),小鐵塊與小木塊即將分離,故此時(shí)小鐵塊和小木塊的速度均為零,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
+Ep=2mgRsin37°
解得小鐵塊即將與小木塊碰撞時(shí)彈簧的彈性勢能為 Ep=0.6mgR
答:小鐵塊即將與小木塊碰撞時(shí)彈簧的彈性勢能為0.6mgR;
(3)設(shè)小鐵塊的初速度為v0.小鐵塊沿直軌道下滑時(shí),根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
+mg2Rsin37°=
小鐵塊與小木塊碰撞過程,由動量守恒定律有
mv1′=2mv2′
碰后,小鐵塊與小木塊共同壓縮彈簧,直至速度減小至零后被反間向上運(yùn)動,當(dāng)輕彈簧恰恢復(fù)原長時(shí),小鐵塊與小木塊即將分離,故此時(shí)小鐵塊和小木塊的速度均為零,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
+Ep=2mgRsin37°+
小鐵塊與小木塊分離后沿CDE恰好運(yùn)動到E點(diǎn)的過程,由機(jī)械能守恒定律有
=mg(Rsin37°+rcos37°+r)+
在最高點(diǎn)E,由重力等于向心力有
mg=m
聯(lián)立解得 v0=
答:小鐵塊的初速度至少為 ,與小鐵塊碰撞后,才能沿著圓弧軌道運(yùn)動到E點(diǎn).
【解析】(1)以小鐵塊為研究對象利用鐵塊下滑時(shí),機(jī)械能守恒求出到達(dá)底端時(shí)的速度。
(2)鐵塊和木塊碰撞的過程中滿足動量守恒先根據(jù)動量守恒,求出兩物塊兒相碰后供述的速度,再根據(jù)機(jī)械能守恒求鐵塊被彈出時(shí)彈性勢能的轉(zhuǎn)換量。(3)小鐵棍兒言之軌道下滑利用動能定理,列方程求小鐵塊的初速度,碰撞過程中動量守恒彈簧彈開五塊的過程中,機(jī)械能守恒分離后小木塊兒,運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒,再結(jié)合最高點(diǎn)和外力等于向心力列方程組求解即可。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】將一單擺裝置豎直掛于某一深度h(未知)且開口向下的小筒中(單擺的下部分露于筒外),如圖甲所示,將懸線拉離平衡位置一個(gè)小角度后由靜止釋放,設(shè)單擺振動過程中懸線不會碰到筒壁,如果本實(shí)驗(yàn)的長度測量工具只能測量出筒的下端口到擺球球心的距離為l,并通過改變l而測出對應(yīng)的周期T,再以T2為縱軸、l為橫軸作出函數(shù)關(guān)系圖象,那么就可以通過此圖象得出小筒的深度h和當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋?/span>
(1)利用單擺測重力加速度時(shí),為了減小誤差,我們利用秒表來測量單擺多次全振動的時(shí)間,從而求出振動周期.除了秒表之外,現(xiàn)有如下工具,還需的測量工具為
(2)如果實(shí)驗(yàn)中所得到的T2﹣L關(guān)系圖象如圖乙所示,那么真正的圖象應(yīng)是a、b、c中的 .
(3)由圖象可知,小筒的深度h=m,當(dāng)?shù)氐膅=m/s2 .
(4)某次秒表計(jì)時(shí)得的時(shí)間如圖丙所示,則總時(shí)間為 s.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器是一種使用低壓 (填“交”或“直”)流電源的計(jì)時(shí)儀器,其打點(diǎn)頻率為 Hz.如圖所示是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測定勻加速直線運(yùn)動加速度時(shí)得到的一條紙帶,測出AB=1.2cm,BC=2.4cm,CD=3.6cm,計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D中,每相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)小點(diǎn)未畫出,則運(yùn)動物體的加速度a= m/s2.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】靜止在勻強(qiáng)磁場中的 U核發(fā)生α衰變,產(chǎn)生一個(gè)未知粒子x,它們在磁場中的運(yùn)動徑跡如圖所示.下列說法正確的是( 。
A.該核反應(yīng)方程為 U→ x+ He
B.α粒子和粒子x在磁場中做圓周運(yùn)動時(shí)轉(zhuǎn)動方向相同
C.軌跡1、2分別α粒子、x粒子的運(yùn)動徑跡
D.α粒子、x粒子運(yùn)動徑跡半徑之比為45:1
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)量分別為M和m的物塊形狀大小均相同,將它們通過輕繩跨過光滑定滑輪連接,如圖甲所示,繩子平行于傾角為α=30°的斜面,M恰好能靜止在斜面上,不考慮M、m與斜面之間的摩擦,若互換兩物塊位置,按圖乙放置,然后釋放M,斜面仍保持靜止,則下列說法正確的是
A. 圖甲輕繩的拉力等于mg
B. 圖乙輕繩的拉力等于Mg
C. 圖乙M運(yùn)動的加速度大小為0.75g
D. 圖乙M運(yùn)動的加速度大小為0.5g
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的小球從距離地面高H的A點(diǎn)由靜止開始釋放,落到地面上后又陷入泥潭中,由于受到阻力作用到達(dá)距地面深度為h的B點(diǎn)時(shí)速度減為零.不計(jì)空氣阻力,重力加速度為 g.關(guān)于小球在剛接觸地面到速度變?yōu)榱愕倪^程中,下列說法中正確的有( )
A.小球的機(jī)械能減少了mgh
B.小球克服阻力做的功為mg(H+h)
C.小球所受阻力的沖量等于m
D.小球動量的改變量大小等于m
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【題目】如圖所示兩細(xì)束單色光平行射到同一三棱鏡上,經(jīng)折射后交于光屏上的同一個(gè)點(diǎn)M.則下列說法中正確的是( )
A.如果a為藍(lán)色光則b可能為紅色光
B.在該三棱鏡中a色光的傳播速率比b光的傳播速率大
C.棱鏡射向空氣中a色光的臨界角比b色光的臨界角大
D.a光的折射率小于b光折射率
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】
(1)寫出滑塊下滑速度為v時(shí)加速度的表達(dá)式
(2)若m=2.0kg,θ=53°,g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,從靜止下滑的速度圖象如圖所示的曲線.圖中直線是t=0時(shí)的速度圖線的切線.由此求出ks乘積和μ的值
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【題目】如圖所示,帶電小球Q固定在傾角為θ的光滑固定絕緣細(xì)桿下端,一質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電小球M穿在桿上從A點(diǎn)由靜止釋放,小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好為零,已知A、B間距為L,C是AB的中點(diǎn),兩小球均可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度為g,則( 。
A.小球從A到B的過程中加速度先減小后增大
B.小球在B點(diǎn)時(shí)受到的庫侖力大小為mgsinθ
C.小球在C點(diǎn)時(shí)速度最大
D.在Q產(chǎn)生的電場中,A,B兩點(diǎn)間的電勢差為﹣
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