(14分)一段凹槽B放置在水平面上,槽與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,槽的內(nèi)表面光滑,在內(nèi)表面上有一小球A靠左側(cè)壁放置,此時(shí)小球A與槽的右側(cè)壁相距為l,如圖所示.A、B的質(zhì)量均為m.現(xiàn)對(duì)槽B施加一個(gè)大小等于2mg(g為重力加速度)、方向水平向右的推力F,使B和A一起開始向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)槽B運(yùn)動(dòng)的距離為d時(shí),立刻將推力撤去,此后A和B發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),再經(jīng)一段時(shí)間球A與槽的右側(cè)壁發(fā)生碰撞,碰后A和B立刻連在一起運(yùn)動(dòng).
(1)求撤去推力瞬間槽B的速度v的大。
(2)若A碰到槽的右側(cè)壁時(shí),槽已停下,求碰后槽B在水平面上繼續(xù)滑行的距離s.
(3)A碰到槽的右側(cè)壁時(shí),槽可能已停下,也可能未停下,試討論球A相對(duì)于槽從左側(cè)壁運(yùn)動(dòng)至右側(cè)壁所經(jīng)過的時(shí)間t與l和d的關(guān)系.
(1) (2)
(3)當(dāng)球A碰到槽的右側(cè)壁時(shí),槽未停下,
當(dāng)球A碰到槽的右側(cè)壁時(shí),槽已停下,
解析試題分析:(1)推力F作用過程,由動(dòng)能定理得
①(2分)
將μ=0.5和F=2mg代入解得槽B的速度 ②(1分)
(2)推力撤去后,球A保持勻速運(yùn)動(dòng),A碰到槽的右側(cè)壁時(shí),槽B已停下,碰撞過程動(dòng)量守恒,得 ③(1分)
碰后由動(dòng)能定理得 ④(1分)
由以上各式可得槽B在水平面上繼續(xù)滑行的距離 ⑤(1分)
(3)槽B向右減速滑行過程,由牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得
⑥(1分)
⑦(1分)
⑧(1分)
球A在槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程做勻速運(yùn)動(dòng),當(dāng)球A碰到槽的右側(cè)壁時(shí),A、B間的位移關(guān)系為
⑨(1分)
討論:
(。┊(dāng)球A碰到槽的右側(cè)壁時(shí),槽未停下,
則,且,
可解得球A從離開槽的左側(cè)壁到碰撞槽的右側(cè)壁所經(jīng)過的時(shí)間
⑩(1分)
相應(yīng)的條件是 ⑾(1分)
(ⅱ)當(dāng)球A碰到槽的右側(cè)壁時(shí),槽已停下,則,可解得球A從離開槽的左側(cè)壁到碰撞槽的右側(cè)壁所經(jīng)過的時(shí)間
⑿(1分)
相應(yīng)的條件是 ⒀(1分)
考點(diǎn):動(dòng)能定理 動(dòng)量守恒
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
升降機(jī)底板上放一質(zhì)量為100 kg的物體,物體隨升降機(jī)由靜止開始豎直向上移動(dòng)5m時(shí)速度達(dá)到4m/s,g取10m/s2,則此過程中
A.升降機(jī)對(duì)物體做功5800J |
B.合外力對(duì)物體做功5800J |
C.物體的重力勢(shì)能增加500J |
D.物體的機(jī)械能增加800J |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
如圖所示,虛線為一靜電場(chǎng)中的等勢(shì)面1、2、3、4,相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等,其中等勢(shì)面3的電勢(shì)為0。一帶正電的點(diǎn)電荷僅在靜電力的作用下沿圖中實(shí)線從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn),經(jīng)過a、b兩點(diǎn)時(shí)粒子的動(dòng)能分別為5eV和26eV。當(dāng)這一點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)到某一位置c時(shí),其電勢(shì)能變?yōu)?5 eV。下列說法正確的是( )
A.粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做負(fù)功 |
B.粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能小于其在b點(diǎn)的電勢(shì)能 |
C.粒子在c點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為24 eV |
D.a(chǎn)、b點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系為 |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
相同材料的A、B兩塊滑塊質(zhì)量mA>mB,在同一個(gè)粗糙的水平面上以相同的初速度運(yùn)動(dòng),則它們的滑行距離sA和sB的關(guān)系為
A.sA>sB B.sA = sB C.sA<sB D.無(wú)法確定
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
帶電小球在從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中,重力做功為3 J,電場(chǎng)力做功1 J,克服空氣阻力做功為0.5 J,則在A點(diǎn)的( )
A.重力勢(shì)能比B點(diǎn)大3 J | B.電勢(shì)能比B點(diǎn)小1 J |
C.動(dòng)能比B點(diǎn)小3.5 J | D.機(jī)械能比B點(diǎn)小0.5 J |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
質(zhì)量不等,但具有相同初動(dòng)能的兩個(gè)物體,在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的地面上滑行,直到停止,則
A.質(zhì)量大的物體滑行距離大 |
B.質(zhì)量小的物體滑行距離大 |
C.質(zhì)量大的物體克服摩擦力做功多 |
D.質(zhì)量小的物體克服摩擦力做功多 |
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科目:高中物理 來源: 題型:單選題
在變速運(yùn)動(dòng)中,物體的速度由0增加到v,再由v增加到2v,合外力做功分別為W和W,則W與W之比為
A.1:1 | B.1:2 | C.1:3 | D.1:4 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
物體受到合力F的作用,由靜止開始運(yùn)動(dòng),力F隨時(shí)間變化的圖象如圖所示,下列說法中正確的是( )
A.該物體將始終向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng) |
B.3 s末該物體回到原出發(fā)點(diǎn) |
C.0~3 s內(nèi),力F的沖量等于零,功也等于零 |
D.2~4 s內(nèi),力F的沖量不等于零,功卻等于零 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖甲所示,A、B為兩塊靠得很近的平行金屬板,板中央均有小孔.一束電子以初動(dòng)能Ek = 120eV,從A板上的小孔O不斷垂直于板射入A、B之間,在B板右側(cè),平行金屬板的板長(zhǎng)L = 2×10-2m,板間距離d = 4×10-3m,兩板上所加電壓為U2 = 20V.現(xiàn)在在A、B兩板上加一個(gè)如圖乙所示的變化電壓U1,在t = 0到t = 2s時(shí)間內(nèi),A板電勢(shì)高于B板,則在U1隨時(shí)間變化的第一個(gè)周期內(nèi):
⑴ 電子在哪段時(shí)間內(nèi)可以從B板小孔射出?
⑵ 在哪段時(shí)間內(nèi),電子能從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)右側(cè)飛出?(由于A、B兩板距離很近,可以認(rèn)為電子穿過A、B板間所用時(shí)間很短,可以不計(jì)電壓變化)
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