【題目】一玩具廠家設(shè)計了一款玩具，模型如下。游戲時玩家把壓縮的彈簧釋放后使得質(zhì)量m＝0.2kg的小彈丸A獲得動能，彈丸A再經(jīng)過半徑R0=0.1m的光滑半圓軌道后水平進入光滑水平平臺，與靜止的相同的小彈丸B發(fā)生碰撞，并在粘性物質(zhì)作用下合為一體。然后從平臺O點水平拋出，落于水平地面上設(shè)定的得分區(qū)域。已知壓縮彈簧的彈性勢能范圍為J，距離拋出點正下方O點右方0.4m處的M點為得分最大值處，小彈丸均看作質(zhì)點。

(1)要使得分最大，玩家釋放彈簧時的彈性勢能應為多少?

(2)得分最大時，小彈丸A經(jīng)過圓弧最高點時對圓軌道的壓力大小。

(3)若半圓軌道半徑R可調(diào)(平臺高度隨之調(diào)節(jié))彈簧的彈性勢能范圍為J，玩家要使得落地點離O點最遠，則半徑應調(diào)為多少?最遠距離多大?

【答案】(1)2J (2) 30N (3) 0.5m，1m

【解析】

(1)根據(jù)機械能守恒定律得：

A、B發(fā)生碰撞的過程，取向右為正方向，由動量守恒定律有：

mv1=2mv2

x=v2t0

解得：

Ep=2J

(2)小彈丸A經(jīng)過圓弧最高點時，由牛頓第二定律得：

解得：

FN=30N

由牛頓第三定律知：

F壓=FN=30N

(3)根據(jù)

mv1=2mv2

2R=gt2，

x=v2t

聯(lián)立解得：

其中Ep最大為4J，得 R=0.5m時落點離O′點最遠，為：

xm=1m

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在用打點計時器“測定勻變速直線運動的加速度”實驗中:

（1）所用實驗器材除電磁打點計時器(含紙帶、復寫紙)、小車、一端帶有滑輪的長木板、繩、鉤碼、導線及開關(guān)外，在下面的器材中，必須使用的還有___________(填選項代號)

A.電壓合適的交流電源 B.電壓合適的直流電源 C.刻度尺 D.停表 E.天平

（2）某同學將打點計時器接到頻率為50Hz的交流電源上，實驗時得到一條紙帶，紙帶上為計數(shù)點，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出.

由紙帶可知，打C點時小車的速度__________m/s(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

（3）若實驗時，電源頻率略低于50Hz，但該同學仍按50Hz計算小車的速度，則測量得到的小車速度與真實速度相比將_______________(填“偏大”“偏小”或“不變”).

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示是甲、乙兩物體從同一點出發(fā)的位移－時間(x－t)圖象，由圖象可以看出在0~4 s這段時間內(nèi)

A. 甲先上坡后下坡

B. 甲、乙兩物體始終同向運動

C. 甲、乙兩物體之間的最大距離為3 m

D. 4s時甲乙兩物體速度相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學用圖甲所示電路測一電池組（兩節(jié)新干電池）的總電動勢和總內(nèi)電阻，除了電池組、電鍵S和導線，實驗室還提供如下實驗器材：

次數(shù)

1

2

3

4

5

6

I/A

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

U/V

3.00

2.97

2.95

2.92

2.89

2.87

A．電壓表（量程0 - 3 V，內(nèi)阻約為3 kΩ）

B．電壓表（量程0 - 15 V，內(nèi)阻約為15 kΩ）

C．電流表（量程0 - 0.6 A，內(nèi)阻約為0.17 Ω）

D．電流表（量程0 - 3 A，內(nèi)阻約為0.03 Ω）

E．滑動變阻器（阻值范圍0～10 Ω，額定電流2 A）

F．滑動變阻器（阻值范圍0～50 Ω，額定電流1 A）

（1）該同學選取了恰當?shù)膶嶒炂鞑�，接好電路并正確操作，測出6組數(shù)據(jù)填入上面表格中．由表格中數(shù)據(jù)可知實驗中用的電壓表是_______，電流表是_______，滑動變組器是_______．（填字母符號）

（2）該同學改用圖乙所示的電路，重做一次實驗，并由實驗數(shù)據(jù)畫出圖丙所示的U - I圖象．已知R0=2.30 Ω，由圖象可求得該電池組的電動勢為_________V，內(nèi)阻為_________Ω．

（3）定值電阻R0的主要作用是_________

A．保護電池組，無論如何調(diào)節(jié)R，電流都不超過3 A

B．保護電流表，無論如何調(diào)節(jié)R，電流都不超過量程

C．保護滑動變阻器，無論如何調(diào)節(jié)R都不超額定電流

D．相當于增大電池組的內(nèi)阻，使端電壓改變量增大，方便實驗數(shù)據(jù)的讀取和處理

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“用單擺測定重力加速度”的實驗中：

（1）由公式求得的 g 值偏小，可能是由于____________

A．測量擺長時，只測量了擺線長度

B．懸點固定不牢，擺動中擺線被拉長了

C．測量周期時，將 N 次全振動誤記為 N+1 次全振動

D．選擇了質(zhì)量大體積小的擺球

（2）下列擺動圖像真實地描述了對擺長約為 1m 的單擺進行周期測量的四種操作過程， 圖中橫坐標原點表示計時開始，A、B、C 均為 30 次全振動圖象，已知 sin5°=0.087， sin15°=0.026，這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是_____________（填字母代號）

（3）某同學利用單擺測定當?shù)刂亓铀俣龋l(fā)現(xiàn)單擺靜止時擺球重心 在球心的正下方。他仍將從懸點到球心的距離當作擺長 L，通過改變擺 線的長度，測得 6 組 L 和對應的周期 T，畫出 L—T2 圖線，然后在圖 線，然后選取 A、B 兩個點，坐標如圖所示。他采用恰當?shù)臄?shù)據(jù)處理方 法，則計算重力加速度的表達式應為 g＝__________。請你判斷該同 學得到的實驗結(jié)果不擺球重心就在球心處的情況相比，將________。（填“偏大”、“偏小”或“相同”）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑的水平導軌 MN 右端 N 處與水平傳送帶齊平，傳送帶兩端長度 L=4m，皮帶輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動，帶動皮帶以恒定速率 v=3m/s 勻速傳動，三個質(zhì)量均 為 m=l kg 的滑塊 A、B、C 置于水平導軌上，開始時滑塊 B、C 之間用細繩相連，其間有 一壓縮的輕彈簧，處于靜止狀態(tài)�；瑝K A 以初速度 v0=2 m/s 向 B 運動，A 與 B 正碰后黏 合在一起，碰撞時間極短，因碰撞，導致連接 B、C 的細繩受擾動而突然斷開，彈簧伸 展，從而使 C 與 A、B 分離，滑塊 C 脫離彈簧后以速度 vc=2 m/s 滑上傳送帶，并從右端 滑出落至地面上的 P 點。已知滑塊 C 與傳送帶之間的動摩擦因數(shù) μ=0.2，重力加速度 g 取10m/s2

（1）求滑塊 C 從傳送帶右端滑出時的速度大��；

（2）求滑塊 B、C 用細繩相連時彈簧的彈性勢能 EP；

（3）只要滑塊 A 與滑塊 B 碰撞前的速度 v0 不超過某一最大值，滑塊 C 都能落至 P 點．當 滑塊 A 的初速度為該最大值時，滑塊 C 滑上傳送帶時速度 vC 多大？滑塊 C 與傳送帶間因 摩擦產(chǎn)生的熱量 Q 多大？

（4）求第（3）問中滑塊 A 與滑塊 B 碰 撞前的速度 v0 的最大值

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在如圖所示的勻強磁場中有一個平面線圈 ABCD，線圈做如下運動時能夠產(chǎn)生感應電流的是 ( )

A. 線圈在紙平面內(nèi)左右移動B. 線圈繞 AB 邊向紙外轉(zhuǎn)動

C. 線圈在紙平面內(nèi)上下移動D. 線圈在紙平面內(nèi)繞 A 點轉(zhuǎn)動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一容器的容積為V，里面原有空氣的壓強等于外界大氣壓p0．現(xiàn)用一容積為V0、長度為L的圓柱形氣筒對其打氣，如圖所示，每次打氣，活塞移動距離均為L．設(shè)溫度始終不變，不計連接管的體積．問：

（1）求第1次打氣后，V中氣體壓強p1；

（2）求第n次打氣后，V中氣體壓強pn；

（3）在第n+1次打氣時需將活塞推到距排氣口的距離為x時，打氣筒里的氣體才剛要沖開K向容器充氣，求x．（注：當活塞向右運動時，在氣壓作用下閥門K會自動關(guān)閉，而K0會自動打開，讓大氣進入打氣筒內(nèi)；當活塞向左運動時，閥門K0會自動關(guān)閉，而K會在打氣筒內(nèi)氣壓作用下打開，使氣體進入容器V中.）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一個豎直光滑輕軒固定在質(zhì)量的寬大底座中央．一不可伸長的輕繩長，一端固定在桿頂，另一端連接在一個套在桿上的小輕環(huán)上，小輕環(huán)可沿桿自由運動（桿長略大于）．另在輕繩上串一個可視為質(zhì)點且小孔光滑的小珠，質(zhì)量為．平衡態(tài)下，小珠靠在小輕環(huán)上．之后給小珠一個與水平面夾向上的速度．在整個過程中，底座處于水平面內(nèi)不會翻轉(zhuǎn)．問：小珠上升過程中，為使底座水平不動，地面和底座的靜摩擦系數(shù)至少應為多少？

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