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题型:简答题
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简答题

如图9所示,竖直平面内放一直角杆,杆的水平部分粗糙,竖直部分光滑,两部分各套有质量分别为mA="2.0" kg和mB="1.0" kg的小球A和B,A球与水平杆间动摩擦因数μ=0.20,A、B间用不可伸长的轻绳相连,图示位置处OA="1.5" m,OB="2.0" m.g取10 m/s2.

图9

(1)若用水平力F1沿杆向右拉A,使A由图示位置向右极缓慢地移动0.5 m,则该过程中拉力F1做了多少功?

(2)若用水平力F2沿杆向右拉A,使B以1 m/s的速度匀速上升,则在B经过图示位置上升0.5 m的过程中,拉力F2做了多少功?

正确答案

(1)0.8 J  (2)6.8 J

(1)A、B小球和细绳整体竖直方向处于平衡,A受到水平杆的弹力为

N=(mA+mB)g                                                                ①

则A受到的摩擦力为f=μ(mA+mB)g                                            ②

由几何关系,sB="0.5" m                                                         ③

由能量关系,拉力F1做功为:

W1=fsA+mBgsB                                                                                                 

得:W1="0.8" J                                                                 ⑤

(2)设细绳与竖直方向的夹角为θ,因绳不可伸长,所以vBcosθ=vAsinθ              ⑥

=vBcotθ1= m/s,                                                      ⑦

=vBcotθ2= m/s                                                          ⑧

设拉力F2做功为W2,对系统由能量关系得W2-fsA-mBgsB=mAvA22-mAvA21         ⑨

代入数据解得W2="6.8" J                                                         ⑩

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简答题

如图8所示,半径分别为R和r(R>r)的甲、乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内,两轨道之间由一条光滑水平轨道CD相连,在水平轨道CD上一轻弹簧a、b被两小球夹住,同时释放两小球,a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点.求:

图8

(1)两小球的质量比;

(2)若ma=mb=m,要求a、b还都能通过各自的最高点,弹簧释放前至少具有多少弹性势能?

正确答案

(1) (2)5mgR

(1)a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点的速度分别为va′=         ①

vb′=                                                                   ②

由动量守恒定律mava=mbvb                                                                                 

由机械能守恒定律mava2=mava2+mag2R                                     ④

mbvb2=mbvb2+mbg2r                                                     ⑤

联立①②③④⑤得.                                            ⑥

(2)若ma=mb=m,由动量守恒定律得va=vb=v0                                  ⑦

当a球恰好能通过圆轨道的最高点时,E最小,E=(mgR+mg2R)×2="5mgR.      " ⑧

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简答题

[物理----选修3-5]

(1)如图1所示为氢原子的四个能级,其中E1为基态.有处于激发态E2的一群氡原子A.以及处于激发态E3的一群氢原子B,则下列说法正确的是.______

A.原子A可能辐射出3种频率的光子

B.原子B可能辐射出3种频率的光子

C.原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4

D、原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E4

(2)如图2,在水平面内有两条光滑轨道MN、PQ,其上放有两根静止的导体棒ab和cd,质量分别为m1、m2.设有一质量为M的永久磁铁,其重心在轨道平面的正上方高为h的地方,释放后当磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的平面内时磁铁的速度为υ,导体棒ab的动能为EK,此过程中两根导体棒、导体棒与磁铁之间没有发生碰撞,求

①磁铁在下落过程中受到的平均阻力?

②磁铁在下落过程中装置中产生的总热量?

正确答案

解;(1)根据氢原子能级与跃迁理论可知处于激发态E3的一群氢原子B能放出3种频率的光子,故B正确,原子吸收的能量应为从低能级跃迁到高能级的能量差,C、D错误.

故选B.

(2)①设磁铁在下落过程中受的平均阻力为F,根据动能定理有:(Mg-F)h=Mv2

得:F=Mg-

故磁铁在下落过程中受到的平均阻力为F=Mg-

②对导体棒ab、cd组成的系统动量守恒,设磁铁的重心下落到轨道和导体棒组成的平面内时它们的速度分别为v1、v2有:m1v1=m2v2

又导体棒ab的动能EK=m1

设磁铁在下落过程中在导体棒中产生的总热量为Q,由能量守恒有:Mgh-Mv2=m1+m2+Q ③

由①②③可得:Q=Mgh-Mv2-()EK

即磁铁在下落过程中装置中产生的总热量为Q=Mgh-Mv2-()EK

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简答题

甲车的质量是2 kg,静止在光滑水平面上,上表面光滑,右端放一个质量为1 kg的小物体.乙车上表面粗糙,质量为4 kg,以5 m/s的速度向左运动,与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度,小物体滑到乙车上.若乙车足够长,  求:

(1) .乙车与甲车碰后瞬间乙车的速度?

(2) .小物体滑上乙车达到相对静止时二者的共同速度?

正确答案

v′="1" m/s v="0.8" m/s                

乙与甲碰撞,对甲 乙系统应用动量守恒定律得:

mv=mv′+mv′(3分)

v′="1" m/s             (2分)

设小物体m在乙上滑动至有共同速度v,对小物体与乙车应用动量守恒定律得

mv′=(m+m)v      (3分)

v="0.8" m/s                     (2分)

本题考查碰撞过程中系统动量守恒,判断前后两个状态,两车碰撞过程中物块没有参与碰撞,所以碰撞的系统只有两个小车,列式求出碰撞后乙车速度,再以乙车和物块为研究对象列式求解

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简答题

如图5-2,有一水平轨道AB,在B点处与半径R=160m的光滑弧形轨道BC相切,一质量为M=0.99kg的木块静止于B处,现有一颗质量为的子弹以的水平速度从左边射入木块且未穿出,如图所示,已知木块与该水平轨道的动摩擦因数,试求子弹射入木块后,木块需经多长时间停止?

正确答案

  

子弹射入木块由动量守恒定律得子弹和木块的共同速度为

子弹和木块在光滑弧形轨道BC上的运动可看作简谐运动,,子弹在水平轨道上作匀减速运动加速度  

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简答题

一个质量为M的长木板静止在光滑的水平桌面上,一块质量为m的小滑块以水平速度v0从长木板的一端开始在木板上滑动,刚好滑到长木板另一端而未掉下来。若把此木板固定在水平桌面上,其他条件相同,求滑块离开木板时的速度v 。

正确答案

V=

由动量守恒定律,设m受到长木板的摩擦力为f,长度为L则,当长木板静止不动时,对滑块应用动能定理

由以上式子联立可求得V=

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简答题

如图所示,一质量为m的木块沿光滑的水平直轨道以速度v0=12m/s匀速运动,木块顶部边缘有一质量为m’的钢珠随它一起运动。木块与另一质量为m/3的静止木板发生碰撞,碰撞时间极短。碰后即合在一起运动。已知木块顶部距木板的高度为h=1.8m,要想使钢珠落在木板上,木板的长度至少多大?(取g=10m/s2

正确答案

1.8m

 木块与木板碰撞过程中总动量守恒,即m v0=(m+m/3)v

解出       v=3 v0/4=9m/s。

碰后钢珠作平抛运动,初速度为v0=12m/s,而木板与木块一起作匀速运动,速度为v=9m/s。钢珠落到木板上所需的时间==0.6s,

钢珠落在木板上时与木块边缘的距离l= v0t- vt = 1.8m,即木板的长度至少为1.8m。

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题型:填空题
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填空题

如图所示,甲、乙两完全一样的小车,质量都为M,乙车内用绳吊一质量为M的小球。当乙车静止时,甲车以速度v0与乙车相碰,碰后一起向右运动。

小题1:两车刚碰后的共同速度为__________;

小题2:小球相对小车摆至最高点时,小球和两车速度相等,大小为____________;

小题3:小球能够上升的最大高度为___________。

正确答案

小题1:

小题2:

小题3:

甲乙碰撞过程中,由动量守恒定律得,解得。对两车和小球组成的系统应用动量守恒定律得,解得。由系统机械能守恒得,解得

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简答题

如图所示,质量,长的木板B静止在光滑水平地面上,其上表面正中央放置一个质量的小滑块A,A与B之间的动摩擦因数为。现同时给A、B瞬时冲量使二者获得水平向右的初速度,;已知在B与墙壁碰撞前A没有滑离B,且A、B已经达到共同速度。设B与墙壁碰撞时间极短,且无机械能损失,重力加速度。求:

(1)B与墙壁碰撞前,A、B的共同速度大小;

(2)在B与墙壁碰撞前的过程中,A相对于B滑行的距离;

(3)A在B上滑动的整个过程中,A、B系统因摩擦产生的热量。

正确答案

(1)有题可知,B与墙碰撞前A、B已达共同速度V,对A、B系 统有动量守恒定律      ----3分     得 V="3.6m/s   " --------2分

(2)由功能关系     ---3分

得    A相对于B向左滑行    - ----2分

(3 )B与墙碰撞后,设A、B达到共同速度V/时,A仍在B上,

对A、B系统有动量守恒定律      ----2分

由功能关系  -----2分

得   A相对于B向右滑行    

  ----1分    所以在达共同速度前,A已从B右端滑出

故A、B系统因摩擦产生的热量为 ----2分     ----1分

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简答题

质量为2M(kg)的小船和质量M(kg)的乘客以6(m/s)的速度前进,水的阻力不计,若人对船以2(m/s)的速度从船头走到船尾,在这段时间内,船对岸的速度为多大?

正确答案

6.67m/s

(2M+M)=M(-2+v)+2Mv

为人和船的初速

(-2+v)为人对地的速度

v为船对地的速度

v=6.67m/s

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