【題目】如圖所示,傾角為θ的足夠長(zhǎng)的斜面上,質(zhì)量為m的物塊a恰好靜止在距離斜面頂端A點(diǎn)為l的位置。質(zhì)量也為m的光滑物塊b從斜面頂端A點(diǎn)由靜止釋放,與物塊a發(fā)生瞬間彈性碰撞。已知物塊a與物塊b均可視為質(zhì)點(diǎn),每次碰撞都是瞬間彈性碰撞,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度大小為g,則

(1)物塊b與物塊a第一次碰撞后,速度分別多大?

(2)物塊b與物塊a第一次碰撞后,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間第二次碰撞?兩次相碰間隔多遠(yuǎn)?

(3)設(shè)斜面上有一點(diǎn)B(圖上未畫出)AB之間粗糙程度相同,B點(diǎn)以下是光滑的,要使物塊b與物塊a僅發(fā)生三次碰撞,AB之間的距離應(yīng)該在什么范圍內(nèi)?

【答案】(1)(2)4l (3)

【解析】

1)物塊b光滑,故沿著斜面下滑時(shí)的加速度,設(shè)與物塊第一次碰撞前瞬時(shí)速度為,有,解得,由于每次碰撞都是瞬間 彈性碰撞,故滿足動(dòng)量守恒和能量守恒,即:,,解得,第一次碰撞后,物塊的速度,物塊b的速度

2)由題意,物塊恰好靜止在斜面上,可知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù),第一次碰撞后,物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),物塊b做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間第二次碰撞,則有,解得,兩次相碰間隔

3)由前面的分析可知,第二次碰撞前物塊的瞬時(shí)速度,物塊b的瞬時(shí)速度,解得,根據(jù)前面的分析,碰撞之后交換速度,物塊的瞬時(shí)速度變?yōu)?/span>,物塊b的瞬時(shí)速度變?yōu)?/span>,之后物塊又以的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),物塊b的初速度做勻加速度直線運(yùn)動(dòng)。若第三次碰撞在斜面上點(diǎn)的下方,第二次碰撞后物塊到達(dá)點(diǎn)時(shí),物塊b的速度大于物塊的速度,以后a、b加速度大小相同,一定能恰好發(fā)生第三次碰撞,設(shè)第二次碰撞后到物塊到達(dá)點(diǎn)所用時(shí)間為,則有,解得:,,可得;若第三次碰撞在斜面上點(diǎn)的上方,第二次碰撞到第三次碰撞所用時(shí)間仍為,兩次碰撞之間的間隔為,設(shè)第三次碰撞前物塊b的瞬時(shí)速度為,得,碰撞后交換速度,物塊的速度變?yōu)?/span>,物塊b的速度變?yōu)?/span>,之后物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),物塊b做勻加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)物塊到達(dá)點(diǎn)時(shí),物塊b的速度仍不超過(guò)物塊的速度,物塊離開點(diǎn)后兩物塊的加速度相同,不會(huì)發(fā)生第四次碰撞。設(shè)第三次碰撞后到物塊到達(dá)點(diǎn)所用時(shí)間為t2,則有,解得,可得

之間距離應(yīng)該為。

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】水面下深h處有一點(diǎn)光源,發(fā)出兩種不同顏色的光ab,光在水面上形成了如圖所示的一個(gè)有光線射出的圓形區(qū)域,該區(qū)域的中間為由a、b兩種單色光所構(gòu)成的復(fù)色光圓形區(qū)域,周圍為a光構(gòu)成的圓環(huán)。若b光的折射率為n,下列說(shuō)法正確的是 (選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得 5 分;每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為 0分)。

A. 在水中,a光的波長(zhǎng)比 b光小

B. 水對(duì)a光的折射率比 b光小

C. 在水中,a光的傳播速度比b光大

D. 復(fù)色光圓形區(qū)域的面積為

E. 用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn), a光的干涉條紋比 b光窄

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】甲乙兩貨車在平直公路上從同一位置同向行駛,兩車的v-t圖象如圖所示。則在0~4s時(shí)間內(nèi)

A. 甲車做曲線運(yùn)動(dòng)

B. 乙車一直在甲車的后方

C. 甲車的平均速度小于6m/s

D. 乙車位移的大小為8m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一質(zhì)點(diǎn)靜止在光滑水平桌面上,t=0時(shí)刻在水平外力作用下做直線運(yùn)動(dòng),其速度v隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示。根據(jù)圖象提供的信息,判斷下列說(shuō)法正確的是

A. 質(zhì)點(diǎn)在tl時(shí)刻的加速度最大

B. 質(zhì)點(diǎn)在t2時(shí)刻離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)

C. tlt2的時(shí)間內(nèi),外力的功率先增大后減小

D. t2t3的時(shí)間內(nèi),外力做負(fù)功

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某物理小組利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動(dòng)。

(1)實(shí)驗(yàn)中,保證小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的必要措施是_________(填寫選項(xiàng)前的字母)

A.細(xì)線必須與長(zhǎng)木板平行

B.將長(zhǎng)木板上沒(méi)有滑輪的一端適當(dāng)墊高

C.鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

D.先接通電源后釋放小車

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到頻率為50Hz的交流電源上,打出幾條紙帶,選取一條比較清晰的紙帶,部分計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G如圖乙所示(每?jī)蓚(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出)。相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為SAB=3.50cm,SBC=4.32cm,SCD=5.10cm,SDE=5.88cm,SEF=6.69cm,SFG=7.55cm。則小車的加速度a=_______m/s2(要求充分利用測(cè)量的數(shù)據(jù),結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

(3)研究變速運(yùn)動(dòng)時(shí),往往用求某個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)速度,從理論上講,對(duì)t的要求是___________________(選填越小越好與大小無(wú)關(guān)”)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)用如圖所示的裝置探究質(zhì)量一定時(shí)物體的加速度a與所受合力F的關(guān)系。

1)該同學(xué)用砂和砂桶的重力表示小車受到的合外力F,為了減少這種做法帶來(lái)的實(shí)驗(yàn)誤差,采取下列兩項(xiàng)措施:

①用木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高來(lái)平衡摩擦力。不懸掛砂桶,給小車一初速度,若發(fā)現(xiàn)小車通過(guò)光電門1的遮光時(shí)間小于通過(guò)光電門2的時(shí)間,則應(yīng)將木塊向_____(“左”或“右”)移動(dòng);

②在改變砂子質(zhì)量時(shí)需確保砂和砂桶的質(zhì)量______小車的質(zhì)量。

A.略小于 B.遠(yuǎn)小于 C.略大于 D.遠(yuǎn)大于

2)某次實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)在砂和砂桶的質(zhì)量不變的情況下,多次改變小車靜止釋放點(diǎn)到光電門2的距離x,記錄小車通過(guò)光電門2的時(shí)間t,利用所測(cè)數(shù)據(jù)做出-x圖象,求得其斜率為k,已知遮光片寬度為d,則小車的加速度為_______。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】篩選出題干有用的信息再結(jié)合本階段學(xué)習(xí)的物理知識(shí)解決一下問(wèn)題:把一個(gè)篩子用四根彈簧支起來(lái),篩子上安一個(gè)電動(dòng)偏心輪,它每轉(zhuǎn)一周,給篩子一個(gè)驅(qū)動(dòng)力,這樣就做成了一個(gè)共振篩,如圖所示。篩子做自由振動(dòng)時(shí),完成10次全振動(dòng)用時(shí)15s,在某電壓下,電動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)速是36 r/min。已知增大電壓可使偏心輪轉(zhuǎn)速提高;增加篩子質(zhì)量,可以增大篩子的固有周期。

問(wèn)題1:為了篩子更好的工作我們希望它的振幅增大我們可以利用共振現(xiàn)象。若增大受迫振動(dòng)的振幅,可采取兩種方法使之發(fā)生共振請(qǐng)描述共振發(fā)生的條件:____________

問(wèn)題2:那要使篩子的振幅增大,下列做法正確的是_______

A.提高輸入電壓 B.降低輸入電壓 C.增加篩子質(zhì)量 D.減小篩子質(zhì)量

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某星球的半徑為R,在該星球表面某一傾角為θ的山坡上以初速度v0平拋一物體,經(jīng)過(guò)時(shí)間t該物體落到山坡上。

(1)求該星球的環(huán)繞速度;

(2)若在距離該星球表面高h處有一顆衛(wèi)星繞著星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),問(wèn):衛(wèi)星運(yùn)行的周期是多少?(不計(jì)一切阻力)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某物理興趣小組想測(cè)量一只標(biāo)有“4V2W”的小燈泡在不同電壓下的實(shí)際功率,需要測(cè)定燈泡兩端的電壓和通過(guò)燈泡的電流,現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室有如下器材:

①直流電源E(電動(dòng)勢(shì)E= 6V,內(nèi)阻不計(jì));

②電流表A1(量程0~0.6A,內(nèi)阻約為0.5Ω);

③電流表A2(量程0~3A,內(nèi)阻約為0.1Ω);

④電壓表V1(量程0~5V,內(nèi)阻約為5kΩ);

⑤電壓表V2(量程0~15V,內(nèi)阻約為15kΩ);

⑥滑動(dòng)變阻器R (0~20Ω,額定電流2A);

⑦開關(guān)、導(dǎo)線若干及待測(cè)燈泡.

1)為了調(diào)節(jié)方便,測(cè)量準(zhǔn)確,實(shí)驗(yàn)中應(yīng)選用下列_______圖中的電路圖來(lái)完成實(shí)驗(yàn).

2)實(shí)驗(yàn)中電流表應(yīng)選用______,電壓表應(yīng)選用_______(請(qǐng)?zhí)顚懫鞑姆?hào)).

3)由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)描繪出小燈泡的U-I曲線如圖所示,根據(jù)曲線可得燈泡兩端電壓2.0V時(shí)小燈泡的實(shí)際功率為______W,電阻值為_______Ω。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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