- 动量 冲量
- 共32题
质量为的飞机模型,在水平跑道上由静止匀加速起飞,假定起飞过程中受到的平均阻力为飞机所受重力的倍,发动机牵引力恒为,离开地面起飞时的速度为,重加加速度为。
求:
(1)飞机模型的起飞距离(离地前的运动距离)以及起飞过程中平均阻力的冲量;
(2)若飞机起飞利用电磁弹射技术,将大大缩短起飞距离。图甲为电磁弹射装置的原理简化示意图,与飞机连接的金属块(图中未画出)可以沿两根相互靠近且平行的导轨滑动。使用前先给电容的大容量电容器充电,弹射飞机时,电容器释放储存的电能,产生的强大电流从一根导轨流入,经过金属块从另一根导轨流出;导轨中的强大电流形成的磁场使金属块受磁场力而加速,从而推动飞机起飞。
①在图乙中画出电源向电容器充电过程中电容器两极板间电压与极板上所带电荷量的图象,在此基础上求电容器充电电压为时储存的电能;
②当电容器电压为时弹射上述飞机模型,在电磁弹射装置与飞机发动机同时工作的情况下,可使起飞距离缩短为。若金属块推动飞机所做的功与电容器释放电能的比值,飞机发动机的牵引力及受到的平均阻力不变。求完成此次弹射后电容器剩余的电能。
正确答案
见解析。
解析
(1)平均阻力为f=kmg,依据牛顿第二定律和运动学规律有
F-f=ma
a=
设飞机的起飞距离为s,依据运动学公式
v2=2as
解得s=
设飞机的起飞时间为t
依据运动学公式v=at
平均阻力的冲量I=ft
解得I=
平均阻力冲量的方向与飞机运动方向相反
(2)①见答图2
依据图象可得电容器储存电能的规律
E =
由于q=CU
则电容器充电电压为U0时,
电容器储存电能E0 ==
②电容器电压为Um时,电容器储存电能 Em =
设电容器释放的电能为E',由动能定理有
ηE'+Fx-kmgx=mv2-0
解得E'=(mv2+2kmgx-2Fx)
电容器剩余的电能E剩=Em- E'
解得E剩=-(mv2+2kmgx-2Fx)
知识点
26.如图所示,足够长光滑水平轨道与半径为R的光滑四分之一圆弧轨道相切.现从圆弧轨道的最高点由静止释放一质量为m的弹性小球A,当A球刚好运动到圆弧轨道的最低点时,与静止在该点的另一弹性小球B发生弹性碰撞。已知B球的质量是A球质量的k倍,且两球均可看成质点。
(1)求A球运动到最低点时,与B球碰撞前瞬间,A球对轨道的压力多大?
(2)若碰撞结束的瞬间,A球对圆弧轨道最低点压力刚好等于碰前其压力的一半,求k的可能取值;
(3)若已知且等于某一适当的值时,A、B两球在水平轨道上经过多次弹性碰撞后,最终恰好以相同的速度大小沿水平轨道运动.求此种情况下最后一次碰撞A球对B球的冲量大小。
正确答案
解析
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知识点
请从33~35题中任选一题作答
33.[物理——选修3-3]
(1)下列说法中正确的是( )。
A.随着科学技术的发展,制冷机的制冷温度可以降到-280 ℃
B.随着科学技术的发展,热量可以从低温物体传到高温物体
C.随着科学技术的发展,热机的效率可以达到100%
D.无论科技怎样发展,第二类永动机都不可能实现
E.无论科技怎样发展,都无法判断一温度升高的物体是通过做功还是热传递实现的
(2)图中系统由左右连个侧壁绝热、底部、截面均为S的容器组成。左容器足够高,上端敞开,右容器上端由导热材料封闭。两个容器的下端由可忽略容积的细管连通。容器内两个绝热的活塞A、B下方封有氮气,B上方封有氢气。大气的压强p0,温度为T0=273K,连个活塞因自身重量对下方气体产生的附加压强均为0.1 p0。系统平衡时,各气体柱的高度如图所示。现将系统的底部浸入恒温热水槽中,再次平衡时A上升了一定的高度。用外力将A缓慢推回第一次平衡时的位置并固定,第三次达到平衡后,氢气柱高度为0.8h。氮气和氢气均可视为理想气体。求
(ⅰ)第二次平衡时氮气的体积;(ⅱ)水的温度。
34.[物理--选修3-4]
(1)如图甲所示,在水平面内,有三个质点a、b、c分别位于直角三角形的三个顶点上,已知ab=6 m,ac=8 m.在t1=0时刻a、b同时开始振动,振动图象均如图乙所示,所形成的机械波在水平面内传播,在t2=4 s时c点开始振动,则 ( )
A.该机械波的传播速度大小为2 m/s
B.c点的振动频率先是与a点相同,两列波相遇后c点的振动频率增大
C.该列波的波长是2 m
D.两列波相遇后,c点振动加强
E.两列波相遇后,c点振动先加强后减弱
(2)如图所示,折射率n=的半圆形玻璃砖置于光屏MN的上方,其平面AB到MN的距离为h=10cm. 一束单色光沿图示方向射向圆心O,经玻璃砖后射到光屏上的O′点.现使玻璃砖绕圆心O点顺时针转动,经玻璃砖后射到光屏上的光点将向哪个方向移动?光点离O′点最远是多少?
35.[物理--选修3-5]
(1)某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为,,方程中Q1、Q2表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:
则X是( ),Q2( )Q1(填“大于”、“等于”或“小于”).
(2)如图所示,轻弹簧下悬重物。与之间用轻绳连接。剪断、间的轻绳,经较短时间有速度,有速度大小为v,求这段时间内弹力的冲量及弹力的平均值。
正确答案
33.
34.
35.
解析
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知识点
19. 如图所示,斜面体的斜面部分除AB段粗糙外,其余部分
都是光滑的,一个物体从顶点滑下,经过A、C两点时的
速度相等,且AB=BC,(物体与AB段摩擦因数处处相等,
斜面体与水平面始终相对静止),则下列说法中正确的是
( )
正确答案
解析
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知识点
24.质量为mA=m和mB=3m的A、B两物体,在光滑水平面上如图所示放置,其中A紧靠墙壁,A、B之间用轻弹簧连接,现对B物体缓慢施加一向左的力压缩弹簧到某一位置,此过程该力做功W,突然撤去推力后,求:
(1) 从撤去推力到A物体开始运动,墙对A的冲量大小;
(2) A离开墙以后,弹簧弹性势能的最大值和B物体速度的最小值。
正确答案
解析
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知识点
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