【題目】如圖所示,一個物塊A(可看成質(zhì)點)放在足夠長的平板小車B的右端,A、B一起以v0的水平初速度沿光滑水平面向左滑行.左邊有一固定的豎直墻壁,小車B與墻壁相碰,碰撞時間極短,且碰撞前、后無動能損失.已知物塊A與小車B的水平上表面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.
(1)若A、B的質(zhì)量均為m,求小車與墻壁碰撞后的運動過程中,物塊A所受摩擦力的沖量大小和方向;
(2)若A、B的質(zhì)量比為k,且k<1,求物塊A在小車B上發(fā)生相對運動的過程中物塊A對地的位移大小;
(3)若A、B的質(zhì)量比為k,且k=2,求小車第一次與墻壁碰撞后的運動過程所經(jīng)歷的總時間.
【答案】(1),方向水平向右 ;(2); (3)
【解析】
(1)設(shè)小車B與墻碰撞后物塊A與小車B所達(dá)到的共同速度大小為,設(shè)向右為正方向,
則由動量守恒定律得:
解得:
對物塊A,由動量定理得摩擦力對物塊A的沖量,沖量方向水平向右.
(2)設(shè)A和B的質(zhì)量分別為km和m,小車B與墻碰撞后物塊A與小車B所達(dá)到的共同速度大小為,木塊A的位移大小為.設(shè)向右為正方向,則由動量守恒定律得:
解得:
對木塊A由動能定理:
代入數(shù)據(jù)解得
(3)當(dāng)k=2時,根據(jù)題意由于摩擦的存在,經(jīng)B與墻壁多次碰撞后最終A、B一起停在墻角.A與B發(fā)生相對運動的時間t0可等效為A一直做勻減速運動到速度等于0的時間,在A與B發(fā)生相對滑動的整個過程,對A應(yīng)用動量定理:
解得時間:
設(shè)第1次碰后A、B達(dá)到的共同速度為,B碰墻后,A、B組成的系統(tǒng),沒有外力作用,水平方向動量守恒,設(shè)水平向右為正方向,由動量守恒定律得:
即(負(fù)號表示的方向向左)
第1次碰后小車B向左勻速運動的位移等于向右勻減速運動到速度大小為,這段運動的位移
對小車B,由動能定理得:,解得
第1次碰后小車B向左勻速運動時間
設(shè)第2次碰后共速為,由動量守恒定律,得,即
第2次碰后小車B向左勻速運動的位移等于向右勻減速運動到速度大小為,這段運動的位移,
對小車B,由動能定理得,解得
第2次碰后小車B向左勻速運動時間
同理,設(shè)第3次碰后共速為,碰后小車B向左勻速運動的位移為,
則由動量守恒定律,得,
第3次碰后小車B向左勻速運動時間
由此類推,第n次碰墻后小車B向左勻速運動時間.
第1次碰墻后小車B向左勻速運動時間即B從第一次撞墻后每次向左勻速運動時間為首項為,末項為,公比為的無窮等比數(shù)列.
即B從第一次與墻壁碰撞后勻速運動的總時間:
所以,從第一次B與墻壁碰撞后運動的總時間
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【題目】如圖所示,虛線a、b、c代表電場中的三條電場線,實線為一帶負(fù)電的粒子僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡,P、R、Q是這條軌跡上的三點,由此可知( )
A.帶電粒子在R點時的加速度小于在Q點時的加速度
B.帶電粒子在P點時的電勢能比在Q點時的電勢能大
C.帶電粒子在R點時的速度大于在Q點時的速度
D.帶電粒子在R點時的動能與電勢能之和比在Q點時的小,比在P點時的大
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【題目】某同學(xué)準(zhǔn)備在實驗室利用電流表和電壓表測定一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)電阻。為了盡量減小實驗誤差。
(1)該同學(xué)應(yīng)該選擇的實驗電路是______(選填“甲”或“乙”)。
(2)在實驗過程中該同學(xué)利用所選電路測得多組電壓和電流值,并得到了如圖所示的圖線,由圖可得出該電源電動勢E=______V,內(nèi)阻r=______Ω(結(jié)果保留兩位小數(shù))。
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【題目】發(fā)光二極管是目前電器指示燈廣泛使用的電子元件,只有電流從標(biāo)有“+”號的一段流入時,它才能發(fā)光。如圖所示,螺線管與兩只反向并聯(lián)的發(fā)光二極管相連,磁鐵從螺線管的正上方由靜止釋放,向下穿過螺線管。下列說法正確的是( )
A.磁鐵N極朝下釋放時,先紅燈亮后綠燈亮
B.磁鐵S極朝下釋放時,先紅燈亮后綠燈亮
C.無論哪一極朝下,磁鐵通過時,兩燈多次交替發(fā)光
D.若磁鐵磁性足夠強,則磁鐵可以懸停在管內(nèi)
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【題目】某實驗小組要測量電阻Rx的阻值。
(1)首先,選用歐姆表“×10”擋進(jìn)行粗測,正確操作后,表盤指針如圖甲所示。
(2)接著,用伏安法測量該電阻的阻值,可選用的實驗器材有:電壓表V(3V,內(nèi)阻約3kΩ);電流表A(50mA,內(nèi)阻約5Ω);待測電阻Rx;滑動變阻器R(0﹣200Ω);干電池2節(jié);開關(guān)、導(dǎo)線若干。
在圖乙、圖丙電路中,應(yīng)選用圖________(選填“乙”或“丙”)作為測量電路,測量結(jié)果___________真實值(填“大于”“等于”或“小于”),產(chǎn)生誤差的原因是_______________________________________ 。
(3)為更準(zhǔn)確測量該電阻的阻值,可采用圖丁所示的電路,G為靈敏電流計(量程很。,R0為定值電阻,R、R1、R2為滑動變阻器。操作過程如下:
①閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R2,減小R1的阻值,多次操作使得G表的示數(shù)為零,讀出此時電壓表V和電流表A的示數(shù)U1、I1;
②改變滑動變阻器R滑片的位置,重復(fù)①過程,分別記下U2、I2,…,Un、In;
③描點作出U﹣I圖象,根據(jù)圖線斜率求出Rx的值.下列說法中正確的有_________。
A.圖丁中的實驗方法避免了電壓表的分流對測量結(jié)果的影響
B.閉合S前,為保護(hù)G表,R1的滑片應(yīng)移至最右端
C.G表示數(shù)為零時,電壓表測量的是Rx兩端電壓
D.調(diào)節(jié)G表的示數(shù)為零時,R1的滑片應(yīng)位于最左端
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【題目】如圖所示,一列簡諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播,實線為時的波形圖,虛線為時的波形圖。則下列說法正確的是( )
A.波速可能為30m/s
B.最大周期為0.4s
C.到的時間內(nèi),處的質(zhì)點沿著x軸移動了1m
D.時,處的質(zhì)點正在向上振動
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【題目】如圖所示,一帶電粒子在兩個固定的等量正電荷電場運動,圖中的實線為等勢面,虛線ABC為粒子的運動軌跡,其中B點是兩電荷連線的中點,A、C位于同一等勢面上,下列說法正確的是
A.該粒子可能帶正電
B.該粒子經(jīng)過B點時的速度最大
C.該粒子在B點的加速度一定為零
D.該粒子在B點的電勢能小于在A點的電勢能
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【題目】如圖所示,在傾角為的光滑斜面上存在兩個磁感應(yīng)強度均為B的勻強磁場區(qū)域。磁場Ⅰ的方向垂直于斜面向下,其上下邊界與的間距為H。磁場H的方向垂直于斜面向上,其上邊界與的間距為h。線有一質(zhì)量為m、邊長為L(h<L<H)、電阻為R的正方形線框由上方某處沿斜面由靜止下滑,恰好能勻速進(jìn)入磁場Ⅰ。已知當(dāng)cd邊剛要進(jìn)入磁場Ⅱ的前一瞬間,線框的加速度大小為,不計空氣阻力,求:
(1)cd邊剛到達(dá)時的速度;
(2)cd邊從運動到過程中,線框所產(chǎn)生的熱量Q;
(3)當(dāng)cd邊剛進(jìn)入磁場H時,線框的加速度大小。
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【題目】下列說法正確的是___________
A. 分子間距離減小時分子勢能一定減小
B. 即使水凝結(jié)成冰后,水分子的熱運動也不會停止
C. 將一塊晶體敲碎,得到的小顆粒也是晶體
D. 由同種元素構(gòu)成的固體,可能會由于原子的排列方式不同而成為不同的晶體
E. 在熔化過程中,晶體要吸收熱量,但溫度保持不變,內(nèi)能也保持不變
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