【題目】某種彈射裝置的示意圖如圖所示,光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與傾斜傳送帶理想連接,傳送帶長度L=15.0m,皮帶以恒定速率v=5.0m/s順時針轉(zhuǎn)動.三個質(zhì)量均為m=1.0kg的滑塊A、B、C置于水平導(dǎo)軌上,B、C之間有一段輕彈簧剛好處于原長,滑塊B與輕彈簧連接,C未連接彈簧,B、C處于靜止狀態(tài)且離N點足夠遠,現(xiàn)讓滑塊A以初速度v0=6.0m/s沿B、C連線方向向B運動,A與B碰撞后粘合在一起,碰撞時間極短.滑塊C脫離彈簧后滑上傾角θ=37o傳送帶,并從頂端沿傳送帶方向滑出斜拋落至地面上.已知滑塊C與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.8,重力加速度g=10m/s2, sin37o=0.6, cos37o=0.8.求:
(1)滑塊A、B碰撞時損失的機械能;
(2)滑塊C在傳送帶上因摩擦產(chǎn)生的熱量Q;
(3)若每次實驗開始時滑塊A的初速度v0大小不相同,要使滑塊C滑離傳送帶后總能落至地面上的同一位置,則v0的取值范圍是什么?(結(jié)果可用根號表示)
【答案】(1) (2) (3)
【解析】試題分析:A、B碰撞過程,應(yīng)用動量守恒定律與能量守恒定律可以機械能損失;設(shè)A、B碰撞后,彈簧第一次恢復(fù)原長時,根據(jù)由動量守恒和機械能守恒求出A、B的速度,在傳送帶上根據(jù)運動學(xué)公式求出相對位移進而求出熱量;根據(jù)物體在傳送帶上的運動情況結(jié)合動量守恒及機械能守恒求出速度范圍。
1)設(shè)A與B碰撞后共同速度為,對A、B有:
動量守恒
碰撞時損失機械能
解得
(2)設(shè)A、B碰撞后,彈簧第一次恢復(fù)原長時AB的速度為,C的速度為
由動量守恒:
由機械能守恒:
解得
C以滑上傳送帶,假設(shè)勻加速的直線運動位移為x時與傳送帶共速,由運動學(xué)公式
,
解得
加速運動的時間為t,有
所以相對位移
摩擦生熱
(3)設(shè)A的最大速度為,滑塊C與彈簧分離時C的速度為,AB的速度為,
則C在傳送帶上一直做加速度為的勻減速直線運動直到P點與傳送帶共速,有:
解得
設(shè)A的最小速度為,滑塊C與彈簧分離時C的速度為,AB的速度為,則C在傳送帶上一直做加速度為的勻加速直線運動直到P點與傳送帶共速,有:
解得。
對A、B、C和彈簧組成的系統(tǒng)從AB碰撞后到彈簧第一次恢復(fù)原長的過程中,有:
動量守恒:
機械能守恒:
解得,同理,
所以
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【題目】如圖所示,光滑的水平地面上靜止放置一長木板,在長木板上的右端和距右端x1=1.6m的P處各放置一個木塊A和B(兩木塊均可視為質(zhì)點),木塊A的質(zhì)量和長木板的質(zhì)量均為M=1.8kg,木塊B的質(zhì)量為m=0.6kg,P點右側(cè)長木板的上表面光滑;P點左側(cè)(包括P點)粗糙,木塊B與P點左側(cè)長木板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2.現(xiàn)有水平向右的恒定拉力F作用在長木板上(圖中未畫出拉力F),使板由靜止開始運動。已知木塊B與長木板間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度g取10m/s2。
(1)若要求木塊B(與木塊A相碰前)相對長木板靜止,求拉力F應(yīng)滿足的條件;
(2)若F=2.4N,在木塊A、B相碰時撤去拉力F,同時鎖定長木板使長木板立刻保持靜止,且木塊A、B間的碰撞是彈性碰撞,最終木塊B剛好沒有滑離長木板,求P點左側(cè)長木板的長度。
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【題目】如圖所示,一總長度為L導(dǎo)熱性能良好的汽缸放置在水平面上,開口向左。用橫截面積為S的活塞將一定質(zhì)量的理想氣體封閉在汽缸內(nèi),活塞靜止時距汽缸底部L/2 。現(xiàn)保持溫度不變,緩慢轉(zhuǎn)動汽缸.使其開口豎直向上放置,活塞最終靜止時距汽缸底部L/4。已知大氣壓強為po,不計活塞厚度,活塞與汽缸無摩擦接觸且氣密性良好。重力加速度為g。
(1)求活塞質(zhì)量m;
(2)現(xiàn)用外力F緩慢豎直向上拉動活塞,活塞到達汽缸上邊緣時,汽缸恰好對地面無壓力。求此時所施加外力F的大小。
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【題目】一位物理老師用一段銅導(dǎo)線核一塊磁鐵演奏一曲《菊花臺》的視頻驚艷網(wǎng)友,網(wǎng)友直呼“史上最牛物理老師”。他是這么做的:在一塊木板上固定兩顆螺絲釘,用一段銅導(dǎo)線纏繞在兩顆螺絲釘之間,擴音器通過導(dǎo)線與兩螺絲釘連接。將磁鐵放在銅導(dǎo)線旁邊,手指撥動銅導(dǎo)線,另一只手握著螺絲刀壓著銅導(dǎo)線,并在銅導(dǎo)線上滑動,優(yōu)美動聽的樂曲就呈現(xiàn)出來了。根據(jù)上面所給的信息,你認為下面說法正確的是
A. 手指撥動銅導(dǎo)線,銅導(dǎo)線的振動引起空氣振動而發(fā)出聲音
B. 手指撥動銅導(dǎo)線,使銅導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流通過擴音器放大后發(fā)聲
C. 聲音的音調(diào)變化是通過手指撥動銅導(dǎo)線力的大小來實現(xiàn)的
D. 手指撥動銅導(dǎo)線,銅導(dǎo)線中產(chǎn)生直流電流
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【題目】在“探究功與速度變化的關(guān)系”實驗中,某同學(xué)設(shè)計了如圖甲所示的實驗方案:使小物塊在橡皮筋的作用下沿水平桌面被彈出,第二次、第三次操作時分別改用2根、3根、同樣的橡皮筋將小物塊彈出,測出小物塊被彈出時速度,然后找到牽引力對小物塊做的功與小物塊速度的關(guān)系。
(1)要測得小物塊被彈出后的水平速度,需要測量哪些物理量(填正確答案標號,g已知)_____
A.小物塊的質(zhì)量m
B.橡皮筋的原長x
C.橡皮筋的伸長量
D.桌面到地面的高度h
E.小物塊拋出點到落地點的水平距離L
(2)實驗時,若把橡皮筋兩端固定,使橡皮筋的伸長量依次加倍來實現(xiàn)橡皮筋對小物塊做功成整數(shù)倍變化,這樣做有什么不好?答:_____________________________
(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出的圖象如圖乙所示,圖線不通過原點的原因是__________________
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【題目】質(zhì)量為2 kg的物體以10 m/s的初速度,從起點A出發(fā)豎直向上拋出,在它上升到某一點的過程中,物體的動能損失了50 J,機械能損失了10 J,設(shè)物體在上升、下降過程空氣阻力大小恒定,則該物體再落回到A點時的動能為(g=10 m/s2)( )
A. 40 JB. 60 JC. 80 JD. 100 J
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【題目】下圖是做探究電磁感應(yīng)的產(chǎn)生條件實驗的器材及示意圖。
①在圖中用實線代替導(dǎo)線把它們連成實驗電路。
②由哪些操作可以使電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)
Ⅰ___________________________________
Ⅱ___________________________________
③假設(shè)在開關(guān)閉合的瞬間,靈敏電流計的指針向左偏轉(zhuǎn),則當螺線管A向上拔出的過程中,靈敏電流計的指針向_______偏轉(zhuǎn)。(填“左”或“右”)
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【題目】一列簡諧橫波沿x軸傳播,甲圖為t=0時刻的波動圖象,乙圖為質(zhì)點P的振動圖象,則下列判斷正確的是_________
A.該波沿x軸正方向傳播
B.該波的傳播速度為4m/s
C.經(jīng)過0.5s,P沿波的傳播方向前進2m
D.t=0.5s時質(zhì)點P速度最大
E.該波在傳播過程中若遇到4m的障礙物,能發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象
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【題目】如圖所示,輕質(zhì)細線一端固定在質(zhì)量為的物體上,另一端繞過光滑的滑輪懸掛質(zhì)量為的物體。初始時用手托住使整過系統(tǒng)處于靜止狀態(tài),此時離地面的高度為,某時刻將手拿掉、從靜止開始運動(),則( )
A. 繩子對物體的拉力大于物體所受的重力
B. 物體落地前的加速度
C. 物體剛落地時的速度大小為
D. 整個過程中物體上升的最大高度為
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