【題目】如圖所示，在光滑水平軌道上有一小車，它下面用長(zhǎng)為L的輕繩系一質(zhì)量為M的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），軌道下方有一個(gè)半徑R=L、角速度為ω的水平轉(zhuǎn)盤(pán)，軌道在轉(zhuǎn)盤(pán)某直徑的正上方，輕繩的懸點(diǎn)與轉(zhuǎn)盤(pán)平面的高度差為H=1.5L�，F(xiàn)有一水平射來(lái)的質(zhì)量為m的子彈，它射入物塊后不會(huì)穿出，子彈射入物塊的時(shí)間極短。當(dāng)子彈與物塊一起擺到最大角度θ=60°時(shí)，利用控制裝置，將物塊自由釋放，此時(shí)物塊恰好在轉(zhuǎn)盤(pán)圓心O正上方，且與圓盤(pán)上的小桶（其直徑遠(yuǎn)小于轉(zhuǎn)盤(pán)直徑）在同一豎直面內(nèi)，最終物塊恰好落入圓盤(pán)邊緣的小桶內(nèi)。不計(jì)懸線質(zhì)量，重力加速度為g。

（1）求物塊被釋放時(shí)的速度v；

（2）若物塊釋放時(shí)與物塊落入小桶時(shí)小桶的位置相同，求轉(zhuǎn)盤(pán)的角速度ω；

（3）求小車的質(zhì)量M0和子彈打入物塊前瞬間的速度v0大小。

【答案】（1）水平向左、 （2）（n=1,2,3,…）

（3）

【解析】（1）當(dāng)子彈與物塊一起擺到最大角度時(shí)，豎直方向的分速度為零，故速度v的方向水平向左

釋放后物塊做平拋運(yùn)動(dòng)，則有H–Lcos 60°=gt2，R=vt

聯(lián)立解得v=

（2）物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=，要保證物塊能落在小桶中，則有ωt=2nπ（n=1,2,3,…）

可得轉(zhuǎn)盤(pán)的角速度ω=（n=1,2,3,…）

（3）子彈射入物塊過(guò)程，子彈和物塊系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有mv0=(M+m)v1

從子彈射入物塊到釋放物塊，對(duì)小車、物塊和子彈組成的系統(tǒng)，水平方向不受外力，在水平方向上動(dòng)量守恒，則有mv0=(M0+M+m)v

在物塊擺動(dòng)過(guò)程中，由能量守恒有=+(M+m)gL(1–cos 60°)

聯(lián)立解得M0=，v0=

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用圖甲所示的電路研究光電效應(yīng)中電子發(fā)射的情況與照射光的強(qiáng)弱、光的顏色（頻率）等物理量間的關(guān)系。電流計(jì)G測(cè)得的光電流I隨光電管兩端電壓U的變化如圖乙所示，則( )

A. 通過(guò)電流計(jì)G的電流方向由d到c

B. 電壓U增大, 光電流I一定增大

C. 用同頻率的光照射K極，光電子的最大初動(dòng)能與光的強(qiáng)弱無(wú)關(guān)

D. 光電管兩端電壓U為零時(shí)一定不發(fā)生光電效應(yīng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，在xOy平面的第一象限內(nèi)，分布有沿x軸負(fù)方向的場(chǎng)強(qiáng)的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第四象限內(nèi)分布有垂直于紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1=0.2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第二、三象限內(nèi)分布有垂直于紙面向里的 磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在x軸上有一個(gè)垂直于y軸的平板OM平板上開(kāi)有一個(gè)小孔P，P處連接有一段長(zhǎng)度d=1cm，內(nèi)徑不計(jì)的準(zhǔn)直管，位于第一象限內(nèi)，管內(nèi)由于靜電屏蔽沒(méi)有電場(chǎng)。Y軸負(fù)方向上距O點(diǎn)cm的粒子源S可以向第四象限平面內(nèi)各個(gè)方向發(fā)射α粒子，且OS<OP。假設(shè)發(fā)射的α粒子速度大小v均為2×105m/s，除了垂直于x軸通過(guò)P點(diǎn)的α粒子可以進(jìn)入電場(chǎng)，其余打到平板上的α粒子均被吸收。已知α粒子帶正電，比荷q/m=5×107C/kg，重力不計(jì)，則( )

A. 經(jīng)過(guò)P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的α粒子，第一次到達(dá)y軸的位置與O點(diǎn)的距離為0.06m

B. 經(jīng)過(guò)P點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的α粒子，第一次到達(dá)y軸的位置與O點(diǎn)的距離為0.07m

C. 要使離開(kāi)電場(chǎng)的α粒子能回到粒子源S處，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2可為

D. 要使離開(kāi)電場(chǎng)的α粒子能回到粒子源S處，磁感應(yīng)強(qiáng)度B2可為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組為探究加速度與力之間的關(guān)系設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用鉤碼所受重力作為小車所受的拉力，用DIS(數(shù)字化信息系統(tǒng))測(cè)小車的加速度．通過(guò)改變鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量，可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象．他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a－F圖線，如圖(b)所示．

圖(a)　　　　　　　　 圖(b)

(1)圖線________是在軌道水平的情況下得到的(選填“Ⅰ”或“Ⅱ”)

(2)小車和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量為______kg，小車在水平軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小為______N.

(3)某同學(xué)用小車做“研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，從打下的若干紙帶中選出了如圖所示的一條(每?jī)牲c(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出來(lái))，如圖所示，紙帶上的數(shù)字為相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50 Hz.

該小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a＝________m/s2，與紙帶上D點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)速度v＝______m/s(答案均要求保留3位有效數(shù)字)．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在兩塊長(zhǎng)為L、間距為L、水平固定的平行金屬板之間，存在方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。現(xiàn)將下板接地，讓質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子流從兩板左端連線的中點(diǎn)O以初速度v0水平向右射入板間，粒子恰好打到下板的中點(diǎn)。若撤去平行板間的磁場(chǎng)，使上板的電勢(shì)隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，則t＝0時(shí)刻，從0點(diǎn)射入的粒子P經(jīng)時(shí)間（未知量）恰好從下板右邊緣射出。設(shè)粒子打到板上均被板吸收，粒子的重力及粒子間的作用力均不計(jì)。

（1）求兩板間磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B。

（2）若兩板右側(cè)存在一定寬度的、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為了使t＝0時(shí)刻射入的粒子P經(jīng)過(guò)右側(cè)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后在電場(chǎng)變化的第一個(gè)周期內(nèi)能夠回到0點(diǎn)，求右側(cè)磁場(chǎng)的寬度d應(yīng)滿足的條件和電場(chǎng)周期T的最小值Tmin。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一列間隙橫波，在t=0.6s時(shí)刻的圖像如圖甲所示，此時(shí)，P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的位移均為-1cm，波上A質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖像如圖乙所示，則以下說(shuō)法正確的是（ ）

A. 這列波沿x軸負(fù)方向傳播

B. 這列波的波速是

C. 從t=0.6s開(kāi)始，緊接著的時(shí)間內(nèi)，A質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的路程是10m

D. 從t=0.6s開(kāi)始，質(zhì)點(diǎn)P比質(zhì)點(diǎn)Q早0.6s回到平衡位置

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示的電路中，A1和A2是兩個(gè)相同的燈泡．線圈L的自感系數(shù)足夠大，電阻可以忽略不計(jì)．下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A. 閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，A1和A2同時(shí)亮

B. 閉合開(kāi)關(guān)S時(shí)，A2先亮，A1逐漸變亮

C. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，A2閃亮一下再熄滅

D. 斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，流過(guò)A2的電流方向向左

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系xOy，其第一象限存在著正交的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度的方向水平向右；，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里。一帶電荷量為+q、質(zhì)量為m的微粒從原點(diǎn)出發(fā)沿與x軸正方向的夾角為45°的初速度進(jìn)入復(fù)合場(chǎng)中，正好做直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)微粒運(yùn)動(dòng)到A（l，l）時(shí)，電場(chǎng)方向突然變?yōu)樨Q直向上（不計(jì)電場(chǎng)變化的時(shí)間），粒子繼續(xù)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，正好垂直于y軸穿出復(fù)合場(chǎng)。不計(jì)一切阻力，求：

（1）電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小；

（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小；

（3）粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一矩形線圈可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線過(guò)邊中點(diǎn)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，由線圈引出的導(dǎo)線af和de分別與兩個(gè)跟線圈一起繞轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圈環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路。圖乙是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來(lái)表示。已知ab長(zhǎng)度為L1，bc長(zhǎng)度為L2，線圈以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。（只考慮單匝線圈）

(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的表達(dá)式；

(2)若線圈電阻為r，求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱。（其它電阻均不計(jì)）

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