【題目】如圖所示,CDE為光滑的軌道,其中ED是水平的,CD是豎直平面內(nèi)的半圓,與ED相切于D點,且半徑R=05m,質(zhì)量m=01kg的滑塊A靜止在水平軌道上,另一質(zhì)量M=05kg的滑塊B前端裝有一輕質(zhì)彈簧(AB均可視為質(zhì)點)以速度v0向左運動并與滑塊A發(fā)生彈性正碰,若相碰后滑塊A能過半圓最高點C,取重力加速度g=10m/s2,則:

1B滑塊至少要以多大速度向前運動;

2)如果滑塊A恰好能過C點,滑塊B與滑塊A相碰后輕質(zhì)彈簧的最大彈性勢能為多少?

【答案】(13m/s 20375J

【解析】試題分析由牛頓第二定律求出滑塊A到達軌道最高點的速度,碰撞過程系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒,應用動量守恒定律與機械能守恒定律可以求出B的初速度;碰撞后兩者速度相等時彈簧壓縮量最大彈性勢能最大,碰撞過程系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒,應用動量守恒定律與機械能守恒定律可以求出最大彈性勢能。

設滑塊AC點時速度為vC,BA碰撞后,BA的速度分別為v1v2,

B碰撞前的速度為v0,過圓軌道最高點的臨界條件是重力提供向心力

由牛頓第二定律得

由機械能守恒定律得

BA發(fā)生彈性碰撞,碰撞過程動量守恒、機械能守恒,以向左為正方向,由動量守恒定律得 Mv0Mv1mv2

由機械能守恒定律得

解得v03 m/s.

BA碰撞后,當兩者速度相同時彈簧有最大彈性勢能Ep,設共同速度為v

A、B碰撞過程系統(tǒng)動量守恒、機械能守恒,

以向左為正方向,由動量守恒定律得:Mv0(Mm)v

由機械能守恒定律得

聯(lián)立解得Ep0.375 J.

練習冊系列答案
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實驗前,下列操作必要的是

A.選用質(zhì)量不同的兩輛小車

B.調(diào)節(jié)定滑輪的高度,使細線與軌道平行

C.使砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

D.將軌道右端適當墊高,使小車在沒有細線牽引時能在軌道上勻速運動,以平衡摩擦力

他測量了兩小車的位移為x1x2,則=

2)小明用如圖乙所示的裝置進行實驗

打出的一條紙帶如圖丙所示,計時器打點的時間間隔為002s.他從比較清晰的A點起,每五個點取一個計數(shù)點,測量出各點到A點的距離標在紙帶上各點的下方,則小車運動的加速度為 m/s2.(計算結果保留兩位有效數(shù)字)

實驗前由于疏忽,小明遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測量得到的a﹣F圖象,可能是丁圖中的圖線 (選填“1”、“2”、“3”).

調(diào)整正確后,他作出的a﹣F圖象末端明顯偏離直線,如果已知小車質(zhì)量為M,某次所掛鉤碼質(zhì)量為m,則戊圖中坐標a1應為 ,a2應為

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【題目】用如圖甲所示的裝置進行探究加速度與力、質(zhì)量的關系的實驗中.

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(2)在探加速度質(zhì)量的系實驗,下法中正確的是

A.平衡摩擦力,不應將砝碼的砝碼盤用細通過滑輪系在

B.每次改小車的質(zhì)量時,需要重平衡摩

C.實驗時,通打點時器電源,再放開

D.小車運動的加速度可由牛頓第二定律直接求出

(3)甲同學通過對小車所牽引紙帶的測量,就能得出小車的加速度a.如圖乙是某次實驗所打出的一條紙帶,在紙帶上標出了5個計數(shù)點,在相鄰的兩個計數(shù)點之間還有4個打點未標出,計時器打點頻率為50Hz,則小車運動的加速度為 m/s2(保留兩位有效數(shù)字).

(4)乙同學通過給小車增加砝碼來改變小車的質(zhì)量M,得到小車的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù),畫出a ~圖線后,發(fā)現(xiàn)當較大時,圖線發(fā)生彎曲.該同學后來又對實驗方案進行了進一步地修正,避免了圖線的末端發(fā)生彎曲的現(xiàn)象.則該同學的修正方案可能是

A.改畫a的關系圖線

B改畫a的關系圖線

C.改畫 a的關系圖線

D.改畫a的關系圖線

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