【題目】如圖所示,光滑水平面上有一小車B,右端固定一沙箱,沙箱上連接一水平的輕質(zhì)彈簧,小車與沙箱的總質(zhì)量為M=2kg。車上在與沙箱左側(cè)距離S=1m的位置上放一質(zhì)量為m=1kg小物塊A,物塊A與小車的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1。僅在沙面上方空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E=2×103V/m。當(dāng)物塊A隨小車以速度v0=10m/s向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),距沙面H=5m高處有一質(zhì)量為m0=2kg的帶正電q=1×10-2C的小球C,以u0=10m/s的初速度水平向左拋出,最終落入沙箱中。已知小球與沙箱的相互作用時(shí)間極短,且忽略彈簧最短時(shí)的長(zhǎng)度,并取g=10m/s2。求:
(1)小球落入沙箱前的速度u和開(kāi)始下落時(shí)與小車右端的水平距離x;
(2)小車在前進(jìn)過(guò)程中,彈簧具有的最大值彈性勢(shì)能EP;
(3)設(shè)小車左端與沙箱左側(cè)的距離為L,請(qǐng)討論分析物塊A相對(duì)小車向左運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,其與小車摩擦產(chǎn)生的熱量Q與L的關(guān)系式。
【答案】(1)15m(2)9J(3)時(shí): ; 時(shí):
【解析】(1)小球C下落到沙箱的時(shí)間為t,則:豎直方向上
所以有:
小球在水平方向做勻減速運(yùn)動(dòng):qE=m0ax
帶入數(shù)據(jù)解得:ax=10m/s2 ux=0
所以小球落入沙箱瞬間的速度:u=uy=gt=10m/s方向豎直向下;
小球開(kāi)始下落時(shí)與小車右端的水平距離:
(2)設(shè)向右為正,在小球快速落入沙箱的過(guò)程中,小車(不含物塊A)和小球的系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒,設(shè)小球落入沙箱瞬間,車與球的共同速度為v1,有:
可得:
由于小車速度減小,隨后物塊A相對(duì)小車向右運(yùn)動(dòng)并將彈簧壓縮,在此過(guò)程中,A與小車(含小球)系統(tǒng)動(dòng)量守恒,當(dāng)彈簧壓縮至最短時(shí),整個(gè)系統(tǒng)有一共同速度v2:
解得:v2=6m/s
根據(jù)能量守恒定律,彈簧的最大彈性勢(shì)能:
解得:EP=9J
(3)隨后彈簧向左彈開(kāi)物塊A,假設(shè)A運(yùn)動(dòng)至車的左側(cè)時(shí)恰好與車相對(duì)靜止,此過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)量仍守恒,所以系統(tǒng)具有的速度仍為:v2=6m/s
根據(jù)功能關(guān)系可知:
解得小車左端與沙箱左側(cè)的距離為:L0=9m
分情況討論如下:
①若 物塊A停在距離沙箱左側(cè)L0=9m處與小車一起運(yùn)動(dòng),因此摩擦產(chǎn)生的熱量為
②若 物塊A最終會(huì)從小車左端滑下,因此摩擦產(chǎn)生的熱量為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一帶正電的物體位于M處,用絕緣絲線系上帶正電的小球,分別掛在P1、P2、P3的位置,可觀察到小球在不同位置時(shí)絲線偏離豎直方向的角度不同.關(guān)于此實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 電荷之間作用力的大小與兩電荷的帶電性質(zhì)有關(guān)
B. 電荷之間作用力的大小與兩電荷間的距離有關(guān)
C. 電荷之間作用力的大小與兩電荷所帶的電量無(wú)關(guān)
D. 電荷之間作用力的大小與絲線的長(zhǎng)度有關(guān)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為四分之一圓柱體OAB的豎直截面,半徑為R,在B點(diǎn)上方的C點(diǎn)水平拋出一個(gè)小球,小球軌跡恰好在D點(diǎn)與圓柱體相切,OD與OB的夾角為60°,則C點(diǎn)到B點(diǎn)的距離為( )
A.
B.
C.
D.R
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)要通過(guò)實(shí)驗(yàn)精確測(cè)定一個(gè)約為4Ω的電阻的阻值,實(shí)驗(yàn)室提供了下列器材:
A.電源(4V,內(nèi)阻可不計(jì))B.滑動(dòng)變阻器(0~50Ω,額定電流2A)
C.電流表(0~3A,內(nèi)阻約0.025Ω)D.電流表(0~0.6A,內(nèi)阻約0.125Ω)
E.電壓表(0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)F.電壓表(0~15V,內(nèi)阻約15kΩ)
G.開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線若干
(1)為減小測(cè)量誤差,在實(shí)驗(yàn)中,電流表應(yīng)選用,電壓表應(yīng)選用(選填器材前的的的字母)。
(2)實(shí)驗(yàn)電路應(yīng)采用下圖中的(選填“甲“或“乙”)。
(3)連接電路,接通開(kāi)關(guān),改變滑動(dòng)變阻器滑片P的位置,并記錄對(duì)應(yīng)的電流表示數(shù)I、電壓表示數(shù)U。某次電表示數(shù)如下圖所示,則該電阻阻值為Ω。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖1為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.
(1)為完成此實(shí)驗(yàn),除了圖中所示器材,還需要有(多選)
A.刻度尺
B.秒表
C.天平
D.交流電源
(2)在一次實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量m的重物自由下落,在紙帶上打出一系列的點(diǎn),如圖2所示,長(zhǎng)度單位cm,那么從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過(guò)程中重力勢(shì)能減少量是△Ep=J,g 取10m/s2 .
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的小球固定在桿的一端,在豎直面內(nèi)繞桿的另一端做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),瞬時(shí)速度v= ,R是球心到O點(diǎn)的距離,則當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)桿的作用力是( )
A.6mg的拉力
B.6mg的壓力
C.7mg的拉力
D.7mg的壓力
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某帶電粒子僅在電場(chǎng)力作用下由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),電力線、粒子在A點(diǎn)的初速度以及運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示.由此可以判定( )
A.粒子在A點(diǎn)的加速度大于它在B點(diǎn)的加速度
B.粒子在A點(diǎn)的動(dòng)能小于它在B點(diǎn)的動(dòng)能
C.粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于它在B點(diǎn)的電勢(shì)能
D.A點(diǎn)的電勢(shì)低于B點(diǎn)的電勢(shì)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在光滑水平面上,a、b兩球沿水平面相向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)兩球間距小于或等于L時(shí),受到大小相等、相互排斥的水平恒力作用;當(dāng)兩球間距大于L 時(shí),則相互作用力為零。兩球在相互作用區(qū)間運(yùn)動(dòng)時(shí)始終未接觸, 兩球運(yùn)動(dòng)的v-t 圖象如圖所示,則
A. a 球質(zhì)量小于b 球質(zhì)量
B. t1時(shí)刻兩球間距最小
C. 0-t2 時(shí)間內(nèi),兩球間距逐漸減小
D. 0-t3 時(shí)間內(nèi),b 球所受排斥力方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B兩物體的質(zhì)量分別為mA、mB,且mA>mB,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),滑輪的質(zhì)量和一切摩擦均不計(jì),如果繩一端由Q點(diǎn)緩慢地向左移到P點(diǎn),整個(gè)系統(tǒng)重新平衡后,物體A的高度和兩滑輪間繩與水平方向的夾角θ變化情況是( )
A. 物體A的高度升高,θ角不變
B. 物體A的高度降低,θ角變小
C. 物體A的高度升高,θ角變大
D. 物體A的高度不變,θ角變小
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