【題目】豎直面內(nèi)一傾斜軌道與一足夠長的水平軌道通過一小段光滑圓弧平滑連接,小物塊B靜止于水平軌道的最左端,如圖(a)所示。t=0時(shí)刻,小物塊A在傾斜軌道上從靜止開始下滑,一段時(shí)間后與B發(fā)生彈性碰撞(碰撞時(shí)間極短);當(dāng)A返回到傾斜軌道上的P點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)時(shí),速度減為0,此時(shí)對(duì)其施加一外力,使其在傾斜軌道上保持靜止。物塊A運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖(b)所示,圖中的v1和t1均為未知量。已知A的質(zhì)量為m,初始時(shí)A與B的高度差為H,重力加速度大小為g,不計(jì)空氣阻力。
(1)求物塊B的質(zhì)量;
(2)在圖(b)所描述的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,求物塊A克服摩擦力所做的功;
(3)已知兩物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相等,在物塊B停止運(yùn)動(dòng)后,改變物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù),然后將A從P點(diǎn)釋放,一段時(shí)間后A剛好能與B再次碰上。求改變前面動(dòng)摩擦因數(shù)的比值。
【答案】(1)3m (2) (3)
【解析】
(1)物塊A和物塊B發(fā)生碰撞后一瞬間的速度分別為、,彈性碰撞瞬間,動(dòng)量守恒,機(jī)械能守恒,即:
聯(lián)立方程解得:;
根據(jù)v-t圖象可知,
解得:
(2)設(shè)斜面的傾角為,根據(jù)牛頓第二定律得
當(dāng)物塊A沿斜面下滑時(shí):,由v-t圖象知:
當(dāng)物體A沿斜面上滑時(shí):,由v-t圖象知:
解得:;
又因下滑位移
則碰后A反彈,沿斜面上滑的最大位移為:
其中為P點(diǎn)離水平面得高度,即
解得
故在圖(b)描述的整個(gè)過程中,物塊A克服摩擦力做的總功為:
(3)設(shè)物塊B在水平面上最遠(yuǎn)的滑行距離為,設(shè)原來的摩擦因?yàn)闉?/span>
則以A和B組成的系統(tǒng),根據(jù)能量守恒定律有:
設(shè)改變后的摩擦因數(shù)為,然后將A從P點(diǎn)釋放,A恰好能與B再次碰上,即A恰好滑到物塊B位置時(shí),速度減為零,以A為研究對(duì)象,根據(jù)能量守恒定律得:
又據(jù)(2)的結(jié)論可知:,得:
聯(lián)立解得,改變前與改變后的摩擦因素之比為:。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)譜儀是測量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具,某實(shí)驗(yàn)小組利用質(zhì)譜儀分析某氣體原子的組成,讓該中性氣體分子進(jìn)入電離室A,在那里被電離成電子和+1價(jià)的正離子,這些離子從電離室縫S1飄出(初速度不計(jì)),分2次分別進(jìn)入電場方向相反的加速電場被加速,然后讓離子從縫S2垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場,觀察發(fā)現(xiàn)一部分粒子打在底片上的P點(diǎn)。已知縫S2與P之間的距離為x1=2.0cm,另外一部分粒子打在底片上的Q點(diǎn),已知縫S2與Q點(diǎn)間在沿S2P方向上距離為x2=6.4cm,磁場寬度為d=30cm,質(zhì)子的質(zhì)量為mp,假設(shè)中子的質(zhì)量mn=mp,且約為電子質(zhì)量me的1800倍,即mn=mp=1800me.則:
(1)正離子質(zhì)量與電子質(zhì)量之比;
(2)試確定這種氣體原子核內(nèi)核子數(shù)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上,把物體P輕放在彈簧上端,P由靜止向下運(yùn)動(dòng),物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中實(shí)線所示。在另一星球N上用完全相同的彈簧,改用物體Q完成同樣的過程,其a–x關(guān)系如圖中虛線所示,假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體。已知星球M的半徑是星球N的3倍,則
A. M與N的密度相等
B. Q的質(zhì)量是P的3倍
C. Q下落過程中的最大動(dòng)能是P的4倍
D. Q下落過程中彈簧的最大壓縮量是P的4倍
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】2017年10月24日,在地球觀測組織(GEO)全會(huì)期間舉辦的“中國日”活動(dòng)上,我國正式向國際社會(huì)免費(fèi)開放共享我國新一代地球同步靜止軌道氣象衛(wèi)星“風(fēng)云四號(hào)”(如圖所示)和全球第一顆二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星(簡稱“碳衛(wèi)星”)的數(shù)據(jù)。“碳衛(wèi)星”是繞地球極地運(yùn)行的衛(wèi)星,在離地球表面700公里的圓軌道對(duì)地球進(jìn)行掃描,匯集約140天的數(shù)據(jù)可制作一張無縫隙全球覆蓋的二氧化碳監(jiān)測圖,有關(guān)這兩顆衛(wèi)星的說法正確的是( )
A. “風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的向心加速度大于“碳衛(wèi)星”的向心加速度
B. “風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的線速度小于“碳衛(wèi)星”的線速度
C. “碳衛(wèi)星”的運(yùn)行軌道理論上可以和地球某一條經(jīng)線重合
D. “風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的線速度大于第一宇宙速度
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】為了同時(shí)測量一電源的電動(dòng)勢(E)和內(nèi)阻(r),以及未知阻值的電阻Rx,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一電路。實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下:待測電源、待測電阻、電阻箱一個(gè)、內(nèi)阻很大的電壓表一只、單刀單擲開關(guān)兩個(gè)、導(dǎo)線若干。
(1)為實(shí)現(xiàn)上述目的,請(qǐng)完善實(shí)物圖連接___________;
(2)該同學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要步驟有:
①閉合S1、S2,多次調(diào)節(jié)電阻箱,并記錄其阻值及對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù);
②保持S1閉合,斷開S2,多次調(diào)節(jié)電阻箱,并記錄其阻值及對(duì)應(yīng)的電壓表的示數(shù);
③根據(jù)記錄的數(shù)據(jù),作出兩條一是圖線如圖所示。
由圖線可得電動(dòng)勢E=___________,內(nèi)阻r=___________,Rx=___________(用圖中a、b、c表示)。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】圖甲是我國運(yùn)動(dòng)員在奧運(yùn)會(huì)上蹦床比賽中的一個(gè)情景,設(shè)這位蹦床運(yùn)動(dòng)員僅在豎直方向上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)員的腳在接觸蹦床過程中,蹦床對(duì)運(yùn)動(dòng)員的彈力F隨時(shí)間t的變化規(guī)律通過傳感器用計(jì)算機(jī)繪制出來,如圖乙所示。取g=10m/s2,在不計(jì)空氣阻力情況下,根據(jù)F-t圖象,求:
(1)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度的大小;
(2)運(yùn)動(dòng)員雙腳離開蹦床后的最大速度的大小。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】質(zhì)譜儀可利用電場和磁場將比荷不同的離子分開,這種方法在化學(xué)分析和原子核技術(shù)等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。如圖所示,虛線上方有兩條半徑分別為R和r(R>r)的半圓形邊界,分別與虛線相交于A、B、C、D點(diǎn),圓心均為虛線上的O點(diǎn),C、D間有一熒光屏。虛線上方區(qū)域處在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。虛線下方有一電壓可調(diào)的加速電場,離子源發(fā)出的某一正離子由靜止開始經(jīng)電場加速后,從AB的中點(diǎn)垂直進(jìn)入磁場,離子打在邊界上時(shí)會(huì)被吸收。當(dāng)加速電壓為U時(shí),離子恰能打在熒光屏的中點(diǎn)。不計(jì)離子的重力及電、磁場的邊緣效應(yīng)。求:
(1)離子的比荷;
(2)離子在磁場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間;
(3)離子能打在熒光屏上的加速電壓范圍。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑絕緣曲面與水平傳送帶固定在一豎直平面內(nèi),且在B處平滑連接,整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)電場中.水平傳送帶長為L=10m,且以v=5m/s的恒定速度勻速逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng).一質(zhì)量為m=0.2kg,電荷量為q=0.2C的帶電的小物體從距傳送帶某一高度的A點(diǎn)由靜止滑下,滑過B點(diǎn)后經(jīng)時(shí)t=2s恰好運(yùn)動(dòng)到傳送帶最后端C處,不考慮滑塊與傳送帶摩擦?xí)r的電量損失,已知小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25,取g=10m/s2,求:
(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度E;
(2)小物體再次經(jīng)過B點(diǎn)后滑上曲面時(shí)離傳送帶的最大豎直高度;
(3)從小物體滑上傳送帶到再次經(jīng)過B點(diǎn)的過程中,小物體與傳送帶間因摩擦而產(chǎn)生的熱量.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛,路面對(duì)輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104N,當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為80m的彎道時(shí),下列判斷正確的是( )
A. 汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力
B. 汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時(shí)所需的向心力為1.4×104N
C. 汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時(shí)汽車會(huì)發(fā)生側(cè)滑
D. 汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0m/s2
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