【題目】如圖所示,用輕彈簧相連的質量均為2kg的A、B兩物塊都以v=6m/s的速度在光滑水平地面上運動,彈簧處于原長,質量4kg的物塊C靜止在前方,B與C碰撞后二者粘在一起運動.在以后的運動中,求:
(1)當彈簧的彈性勢能最大時,物體A的速度多大?
(2)彈性勢能的最大值是多大?
(3)通過計算判斷,A的速度有可能向左嗎?
【答案】(1)3m/s;(2)12J;(3)A不可能向左運動
【解析】(1)當A、B、C三者的速度相等時彈簧的彈性勢能最大.
由于A、B、C三者組成的系統(tǒng)動量守恒:
(mA+mB)v=(mA+mB+mC)vA′ …… ①
由①式解得vA′=3m/s …… ②
(2)B、C碰撞時B、C組成的系統(tǒng)動量守恒,設碰后瞬間B、C兩者速度為v′,則:
mBv=(mB+mC)v′ …… ③
由③式解得:v′=2m/s …… ④
設物A速度為vA′ 時,彈簧的彈性勢能最大為Ep,根據能量守恒:
…… ⑤
由⑤式解得:Ep═12J …… ⑥
(3)系統(tǒng)動量守恒:mAv+mBv=mAvA+(mB+mC)vB …… ⑦
設A的速度向左,vA<0,vB>4m/s,則作用后A、B、C動能之和:
E′=>…… ⑧
實際上系統(tǒng)的總機械能為:E=Ep+…… ⑨
根據能量守恒定律,E'>E是不可能的,所以A不可能向左運動.
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【題目】如圖所示,矩形MNPQ區(qū)域內有方向垂直于紙面的勻強磁場,有5個帶電粒子從圖中箭頭所示位置垂直于磁場邊界進入磁場,在紙面內做勻速圓周運動,運動軌跡為相應的圓弧,這些粒子的質量,電荷量以及速度大小如下表所示.
粒子編號 | 質量 | 電荷量(q>0) | 速度大小 |
1 | m | 2q | v |
2 | 2m | 2q | 2v |
3 | 3m | -3q | 3v |
4 | 2m | 2q | 3v |
5 | 2m | -q | v |
由以上信息可知,從圖中abc處進入的粒子對應表中的編號分別為( )
A.3,5,4 B.4,2,5
C.5,3,2 D.2,4,5
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【題目】奧斯特深信電和磁有某種聯系。為了研究這種聯系,有一次他拿一根細鉑絲接到電源上,在它的前面放一枚磁針,試圖用鉑絲來吸引磁針。結果鉑絲變灼熱,甚至發(fā)光了,磁針卻紋絲不動。你認為,奧斯特該次實驗失敗的主要原因可能是( )
A. 電源的正負極顛倒了
B. 磁針的磁性顛倒了
C. 地球磁場的干擾
D. 磁針位置不正確
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【題目】如圖所示,坐標系xOy在豎直平面內,y軸的正方向豎直向上,y軸的右側廣大空間存在水平向左的勻強電場E1=2 N/C,y軸的左側廣大空間存在勻強磁場和勻強電場,磁場方向垂直紙面向外,B=1 T,電場方向豎直向上,E2=2 N/C.t=0時刻,一個帶正電的質點在O點以v=2 m/s的初速度沿著與x軸負方向成45°角射入y軸的左側空間,質點的電荷量為q=1×10-6 C,質量為m=2×10-7 kg,重力加速度g=10 m/s2.求:
(1)質點從O點射入后第一次通過y軸的位置;
(2)質點從O點射入到第二次通過y軸所需時間;
(3)質點從O點射入后第四次通過y軸的位置.
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【題目】如圖所示,在xOy平面的第一、四象限內存在著方向垂直紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場,第四象限內存在沿y軸負方向、電場強度為E的勻強電場.從y軸上坐標為(0,a)的點向磁場區(qū)發(fā)射速度大小不等的帶正電同種粒子,速度方向范圍是與y軸正方向成30°~150°角,且在xOy平面內.結果所有粒子經過磁場偏轉后都垂直打到x軸上,然后進入第四象限的復合場區(qū).已知帶電粒子的電荷量為+q,質量為m,不計粒子的重力,不計粒子之間的相互影響.
(1)確定進入磁場速度最小的粒子的速度方向,并求出速度大。
(2)所有通過磁場區(qū)的粒子中,求出最短時間與最長時間的比值.
(3)從x軸上x=(-1)a的點射入第四象限的粒子穿過電磁場后經過y軸上y=-b的點,求該粒子經過y=-b點時的速度大。
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【題目】(多選)一物體靜止在水平地面上,在豎直向上的拉力F的作用下開始向上運動,如圖甲所示.在物體運動過程中,空氣阻力不計,其機械能E與位移x的關系圖象如圖乙所示,其中曲線上點A處的切線的斜率最大.則( )
A.在x1處物體所受拉力最大
B.在x2處物體的速度最大
C.在x1~x3過程中,物體的動能先增大后減小
D.在0~x2過程中,物體的加速度先增大后減小
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【題目】如圖,一質量為M=3.0kg的長方形木板B放在光滑水平地面上,在其右端放一質量為m=1.0kg的小物塊A,F以地面為參考系,給A和B一大小均為4.0m/s、方向相反的初速度,使A開始向左運動,B開始向右運動,但最后A并沒有滑離B板,站在地面上的觀察者看到在一段時間內物塊A做加速運動,則在這段時間內的某時刻,木板B相對地面的速度大小可能是( )
A. 3.0m/s B. 2.8m/s C. 2.4m/s D. 1.8m/s
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【題目】(多選)如圖所示,豎直光滑桿固定不動,套在桿上的彈簧下端固定,將套在桿上的滑塊向下壓縮彈簧至離地高度h=0.1m處,滑塊與彈簧不拴接.現由靜止釋放滑塊,通過傳感器測量到滑塊的速度和離地高度h并作出滑塊的Ek-h(huán)圖象,其中高度從0.2m上升到0.35m范圍內圖象為直線,其余部分為曲線,以地面為零勢能面,取g=10m/s2,由圖象可知( )
A.小滑塊的質量為0.2kg
B.彈簧最大彈性勢能為0.32J
C.輕彈簧原長為0.2m
D.小滑塊的重力勢能與彈簧的彈性勢能總和最小為0.18J
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【題目】關于速度與加速度,下列說法中正確的( 。
A. 物體加速度不為零,速度一定為零
B. 加速度為零,物體的速度也可能變化
C. 速度變化越快,加速度一定越大
D. 加速度越小,速度一定越小
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