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题型:简答题
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简答题 · 16 分

如图所示,小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h。物块B质量是小球的5倍,至于粗糙的水平面上且位于O点正下方,物块与水平面间的动摩擦因数为μ。现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为。小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求物块在水平面上滑行的时间t。

正确答案

解析

设小球的质量为m,运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为v1,取小球运动到最低点重力势能为零,根据机械能守恒有:             

得:

设碰撞后小珠反弹的速度大小为v1/,同理有:

得:

设碰后物块的速度大小v2,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律有

得: ④

物块在水平面上所受摩擦力的大小为: F=5μmg⑤

设物块在水平面上滑行的时间为t,根据动量定理(Ft=Δmv)有:…⑥

得:

知识点

动量守恒定律机械能守恒定律
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如图,两根相同的轻质弹簧,沿足够长的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部挡板上,斜面固定不动。质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。现用外力作用在物块上,使两弹簧具有相同的压缩量,若撤去外力后,两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹学科网簧,则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程,两物块(  )

A最大速度相同

B最大加速度相同

C上升的最大高度不同

D重力势能的变化量不同

正确答案

C

解析

知识点

机械能守恒定律
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

伽利略曾设计如图所示的一个实验,将摆球拉至M点放开,摆球会达到同一水平高度上的N点。如果在E或F处钉子,摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点;反过来,如果让摆球从这些点下落,它同样会达到原水平高度上的M点。这个实验可以说明,物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或线)下滑时,其末速度的大小

A只与斜面的倾角有关

B只与斜面的长度有关

C只与下滑的高度有关

D只与物体的质量有关

正确答案

C

解析

伽利略的理想斜面和摆球实验,斜面上的小球和摆线上的小球好像“记得”起自己的起始高度,实质是动能与势能的转化过程中,总能量不变。物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时,高度越大,初始的势能越大转化后的末动能也就越大,速度越大。选项C正确。

知识点

机械能守恒定律
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如图(甲)所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图(乙)所示,则

A时刻小球动能最大

B时刻小球动能最大

C~这段时间内,小球的动能先增加后减少

D~这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能

正确答案

C

解析

小球在接触弹簧之前做自由落体。碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动,当加速度为0即重力等于弹簧弹力时加速度达到最大值,而后往下做加速度不断增大的减速运动,与弹簧接触的整个下降过程,小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能。上升过程恰好与下降过程互逆。由乙图可知时刻开始接触弹簧;时刻弹力最大,小球处在最低点,动能最小;时刻小球往上运动恰好要离开弹簧;这段时间内,小球的先加速后减速,动能先增加后减少,弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能。

知识点

机械能守恒定律
1
题型: 单选题
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单选题 · 6 分

如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻,A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块

A速率的变化量不同

B机械能的变化量不同

C重力势能的变化量相同

D重力做功的平均功率相同

正确答案

D

解析

由平衡知识可知则两者质量不等 所以重力势能变化量不等答案BC错,由机械能守恒可知两物块落地时速度大小相等,所以A错,再由功率可知重力的瞬时功率相等;答案D正确,选D

知识点

机械能守恒定律
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