【題目】為了探究碰撞中的不變量,小明同學設計了如下實驗,小球A系在細線的一端,線的另一端固定在O點,O點到水平面的高度為h,物塊B質量是小球A的5倍,放置于粗糙的水平面上且位于O點正下方物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)拉動小球使線水平伸直,小球由靜止開始釋放,運動到最低點時與物塊發(fā)生正碰(碰撞時間極短),觀察到小球A反彈。小球與物塊均可視為質點,空氣阻力可以忽略不計,重力加速度為g
(1)為了探究碰撞中的不變量,還需要測量的物理量有哪些___________
A.小球與物塊碰撞的時間△t B.物塊B被碰后沿水平面運動的距離l
C.小球A反彈后擺線上擺的最大角度θ D.小球A反彈后上升到最高點的時間t
(2)小球A與物塊發(fā)生正碰后的瞬間速度大小為___________,物塊被碰后瞬間速度大小為_______(用上一問中物理量表示)。
(3)為了探究碰撞中的不變量,當碰撞前后瞬間滿足關系式___________,即說明,碰撞前后瞬間兩物體組成的系統(tǒng)動量守恒;當碰撞前后瞬間滿足關系式_______,即說明碰撞前后瞬間兩物體組成的系統(tǒng)機械能守恒。
【答案】(1)BC (2)
【解析】
(1)設A的質量為m,則B的質量為5m;實驗需要驗證的關系是:,其中:;若小球A反彈后擺線上擺的最大角度θ ,則,即;若物塊B被碰后沿水平面運動的距離l,則,解得,則實驗需要驗證的關系是,即,則還需要測量的物理量是:物塊B被碰后沿水平面運動的距離l以及小球A反彈后擺線上擺的最大角度θ,故選BC;
(2)由(1)的分析可知,小球A與物塊發(fā)生正碰后的瞬間速度大小為,物塊被碰后瞬間速度大小為;
(3)為了探究碰撞中的不變量,當碰撞前后瞬間滿足關系式即說明碰撞前后瞬間兩物體組成的系統(tǒng)動量守恒;
若碰撞前后機械能守恒,則:,即,即 .
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【題目】在水平面的同一直線上依次放置可視為質點的滑塊 、 和帶有 圓弧軌道的槽 ,槽 的最低點與水平面相切,現(xiàn)給滑塊 水平向右的初速度 ,滑塊 與滑塊 碰后粘在一起成為滑塊 ,滑塊 無能量損失地滑上槽 .已知兩滑塊的質量均為 、槽的質量為 ,重力加速度為 ,忽略所有接觸面之間的摩擦.求:
(1)滑塊 與滑塊 因碰撞而損失的機械能;
(2)滑塊 運動到最高點時距離水平面的高度.
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【題目】油酸酒精溶液的濃度為每1 000 mL油酸酒精溶液中有油酸0.6 mL,用滴管向量筒內(nèi)滴50滴上述溶液,量筒中的溶液體積增加1 mL.若把一滴這樣的溶液滴入盛水的淺盤中,由于酒精溶于水,油酸在水面展開,穩(wěn)定后形成一層單分子油膜的形狀如圖所示.
(1).若每一方格的邊長為30 mm,則油酸薄膜的面積為________ m2;(保留3位有效數(shù)據(jù))
(2).每一滴油酸酒精溶液含有純油酸的體積為______ m3;(保留2位有效數(shù)據(jù))
(3).根據(jù)上述數(shù)據(jù),估算出油酸分子的直徑為______ m.(保留2位有效數(shù)據(jù))
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【題目】如圖所示,質量為2kg的物體在豎直平面內(nèi)高h=1m的光滑弧形軌道A點,以初速度=4m/s沿軌道下滑,并進入水平軌道BC.BC=1.8m,物體在BC段所受到的阻力為8N。(g=10m/s)。求:
(1)物體剛下滑到B點時的速度大小;
(2)物體通過BC時在C點的動能;
(3)物體上升到另一光滑弧形軌道CD后,又滑回BC軌道,最后停止在離B點多遠的位置。
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【題目】質量,初速度的物體沿著光滑的水平面向右運動,同時物體還要受一個如圖所示的隨時間變化的水平拉力F的作用,水平向右為拉力的正方向則以下結論正確的是(取)( )
A. 0~1s內(nèi),物體的加速度大小為
B. 2s時,物體的速度仍為5m/s
C. 第1s內(nèi),物體的位移為3.5 m
D. 第1s和第2s內(nèi),速度的變化量相同
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【題目】在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中,采用如圖所示的實驗裝置,小車及車中砝碼的質量用M表示,盤及盤中砝碼的質量用m表示,小車的加速度可由小車后面拉動的紙帶經(jīng)打點計時器打出的點計算得到.
【1】當M與m的大小關系滿足 時,才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的總重力.
【2】一組同學在探究加速度與質量的關系時,保持盤及盤中砝碼的質量一定,改變小車及車中砝碼的質量,測出相應的加速度,采用圖象法處理數(shù)據(jù).為了比較容易地得出加速度a與質量M的關系,應作出a與 圖象.
【3】甲同學在探究加速度與力的關系時,根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a一F圖線,如圖所示.則實驗存在的問題是 。
【4】乙、丙兩同學用同一裝置探究加速度與力的關系時,畫出了各自得到的a一F圖線,如圖所示.則是兩同學做實驗時 取值不同造成的.
【5】隨著F的增大,a一F圖線最后會略微向 彎曲(填上或下).
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【題目】如圖所示,質量為m的小球套在光滑豎直桿上,輕質彈簧的一端與小球相連,另一端固定于O點。小球由A點靜止釋放后,沿固定豎直桿運動到B點。OA的長度小于OB的長度,彈簧處于OA、OB兩位置時彈簧的彈性勢能相等。下列說法正確的是
A. 小球通過B點時,其所受重力的功率不為零
B. 在小球從A點運動到B點的過程中彈簧的彈性勢能先減小后增大
C. 在小球從A點運動到B點的過程中,小球減少的重力勢能等于其增加的彈性勢能
D. 在小球從A點運動到B點的過程中,小球增加的動能等于重力對小球做的功
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【題目】某物理興趣小組利用圖甲所示裝置驗證機械能守恒定律,當?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>g。
(1)下列做法可減小實驗誤差的是___________(填字母序號)。
A.先松開紙帶后接通電源
B.用電火花計時器替代電磁打點計時器
C.在鋁錘和鐵錘中,選擇鋁錘作為重錘
(2)在實驗中,質量為m的重錘自由下落,帶動紙帶,紙帶上打出的一系列點,如圖乙所示,O是重錘剛下落時打下的點。已知打點計時器打點的頻率為f,則從打點計時器打下O點到打下B點的過程中,重錘的重力勢能的減少量為___________,動能的增加量為___________;若在實驗誤差允許的范圍內(nèi)滿足等式___________,則機械能守恒定律得到驗證。
(3)在圖乙所示紙帶上,某同學選取了多個計數(shù)點,并測出了各計數(shù)點到O點的距離h,算出打點計時器打下各計數(shù)點時重錘對應的速度大小v,以v2為縱軸,以h為橫軸若圖線為直線,且其斜率為___________,則可驗證機械能守恒定律。
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【題目】如圖所示,小車靜止光滑的水平面上,將系繩小球拉開到一定角度,然后同時放開小球和小車,那么在以后的過程中( )
A. 小球向左擺動時,小車也向左運動,且系統(tǒng)動量守恒
B. 小球向左擺動時,小車向右運動,且系統(tǒng)動量守恒
C. 小球向左擺到最高點時,小球與小車瞬時速度均為零
D. 在任意時刻,小球和小車在水平方向的動量一定大小相等、方向相同
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