【題目】如圖所示,光滑水平面上,質(zhì)量為2m的小球B連接著輕質(zhì)彈簧,處于靜止;質(zhì)量為m的小球A以初速度v0向右勻速運(yùn)動(dòng),接著逐漸壓縮彈簧并使B運(yùn)動(dòng),過(guò)一段時(shí)間,A與彈簧分離,設(shè)小球A、B與彈簧相互作用過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),求:
(1)當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí),A球的速度;
(2)彈簧的最大彈性勢(shì)能;
(3)彈簧再次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),A、B兩球的速度.
【答案】
(1)解:當(dāng)A球與彈簧接觸以后,在彈力作用下減速運(yùn)動(dòng),而B(niǎo)球在彈力作用下加速運(yùn)動(dòng),彈簧的彈性勢(shì)能增加,當(dāng)A、B速度相同時(shí),彈簧的壓縮量最大,彈性勢(shì)能最大.
設(shè)A、B的共同速度為v,彈簧的最大勢(shì)能為EP,取向右為正方向,A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒,則有
mv0=(m+2m)v
可得 v= v0.
答:當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí),A球的速度是 v0;
(2)解:根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得:
EP= mv02﹣ (m+2m)v2
聯(lián)立兩式得 EP=
答:彈簧的最大彈性勢(shì)能是 ;
(3)解:設(shè)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)A和B的速度分別為v1和v2,在碰撞過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,系統(tǒng)的動(dòng)能守恒,則有:
mv0=mv1+2mv2,
根據(jù)能量守恒定律得:
mv02= mv12+ 2mv22
聯(lián)立解得 v1=﹣ v0,方向向左,v2= ,方向向右.
答:彈簧再次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),A球的速度大小為 v0,方向向左,B球的速度大小為 ,方向向右.
【解析】(1)、(2)當(dāng)A、B速度相同時(shí),彈簧被壓縮到最短,彈簧的彈性勢(shì)能最大,根據(jù)動(dòng)量守恒定律求共同速度即小球A的速度,再由能量守恒定律求出彈簧的最大彈性勢(shì)能.(3)彈簧再次恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),根據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)量守恒和動(dòng)能守恒列式,可求得A、B兩球的速度.
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了功能關(guān)系和動(dòng)量守恒定律的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),需要掌握當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時(shí),物體的機(jī)械能守恒;重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動(dòng)能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1;動(dòng)量守恒定律成立的條件:系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零;系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多;系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個(gè)方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變才能正確解答此題.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用如圖所示器材研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象和判定感應(yīng)電流方向.
(1)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整.
(2)合上開(kāi)關(guān),能使感應(yīng)電流與原電流的繞行方向相同的實(shí)驗(yàn)操作是
A.插入軟鐵棒
B.拔出小線圈
C.使變阻器阻值變大
D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)
(3)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)后,將滑線變阻器的滑片向左滑動(dòng)時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn).則當(dāng)他將鐵芯向上拔出時(shí),能觀察到電流計(jì)指針(選填“向右”或“向左”)偏轉(zhuǎn).
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是( )
A.對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長(zhǎng)”,入射光的波長(zhǎng)必須小于這個(gè)波長(zhǎng),才能產(chǎn)生光電效應(yīng)
B.鈾235的半衰期為7億年,隨地球環(huán)境的變化,半衰期可能變短
C.在α、β、γ這三種射線中,γ射線的穿透能力最強(qiáng),α射線的電離能力最強(qiáng)
D.氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí),要釋放一定頻率的光子,同時(shí)電子的動(dòng)能增加,電勢(shì)能減小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】從同一地點(diǎn)同時(shí)開(kāi)始沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體Ⅰ、Ⅱ的速度圖象如圖所示。在0~t0時(shí)間內(nèi),下列說(shuō)法中正確的是( )
A. Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)物體的平均速度大小都是
B. Ⅰ、Ⅱ兩物體的位移都不斷增大
C. Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)物體所受的合外力都在不斷減小
D. Ⅰ物體所受的合外力不斷增大,Ⅱ物體所受的合外力不斷減小
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某些建筑材料可產(chǎn)生放射性氣體﹣﹣氡,氡可以發(fā)生α或β衰變.原來(lái)靜止的氡核( Rn)發(fā)生一次α衰變生成新核釙(Po).取氡核的質(zhì)量mRn=222.0176u,釙核的質(zhì)量mPo=218.0090u,α粒子的質(zhì)量mα=4.0026u,已知1u相當(dāng)于931.5MeV.
(1)寫(xiě)出衰變的核反應(yīng)方程;
(2)該衰變反應(yīng)中釋放出的核能;(保留兩位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為同一實(shí)驗(yàn)室中甲、乙兩個(gè)單擺的振動(dòng)圖象,從圖象可知( )
A.兩擺球質(zhì)量相等
B.兩單擺的擺長(zhǎng)相等
C.兩單擺相位相差 ,
D.在相同的時(shí)間內(nèi),兩擺球通過(guò)的路程總有s甲=2s乙
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,在傾角θ=37°的足夠長(zhǎng)的固定的斜面底端有一質(zhì)量m=1kg的物體.物體與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù) =0.25,現(xiàn)用輕細(xì)繩將物體由靜止沿斜面向上拉動(dòng).拉力F =10N,方向平行斜面向上.經(jīng)時(shí)間t=4s繩子突然斷了,求:
(1)繩斷時(shí)物體的速度大。
(2)試分析繩斷后物體能否滑回斜面的底端,若不能請(qǐng)說(shuō)明理由,若能請(qǐng)計(jì)算從繩子斷了開(kāi)始到物體再返回到斜面底端的運(yùn)動(dòng)時(shí)間.(sin37°=0.60,cos37°=0.80,g=10m/s2)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),它的底邊在x軸上且長(zhǎng)為2L,高為L(zhǎng),紙面內(nèi)一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形導(dǎo)線框沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,在t=0時(shí)刻恰好位于如圖所示的位置,以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向,下面四幅圖中能夠正確表示導(dǎo)線框中的電流﹣位移(I﹣x)關(guān)系的是( 。
A.
B.
C.
D.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某水電站,用總電阻為5Ω的輸電線輸電給940km外的用戶,其輸出電功率是3×106kW.現(xiàn)用500kV電壓輸電,則下列說(shuō)法正確的是( )
A.輸電線上輸送的電流大小為l×105A
B.輸電線上損失電壓為30kV
C.該輸電系統(tǒng)的輸電效率為95%
D.若改用10kV電壓輸電,則輸電線上損失的功率為4.5×108kW
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