练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    研究物体的运动时，常常用到光电计时器．如图所示，当有不透光的物体通过光电门时，光电计时器就可以显示出物体的挡光时间．光滑水平导轨MN上放置两个物块A和B，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带平滑连接，将两个宽度为d=3.6×10-3m的遮光条分别安装在物块A和B上，且高出物块，并使遮光条在通过光电门时挡光．传送带水平部分的长度L=9.0m，沿逆时针方向以恒定速度v=6.0m/s匀速转动．物块B与传送带的动摩擦因数μ=0.20，物块A的质量（包括遮光条）为mA=2.0kg．开始时在A和B之间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开物块A和B，迅速移去轻弹簧．两物块第一次通过光电门，物块A通过计时器显示的读数t1=9.0×10-4s，物块B通过计时器显示的读数t2=1.8×10-3s，重力加速度g取10m/s2，试求：
    （1）弹簧储存的弹性势能Ep；
    （2）物块B在传送带上滑行的过程中产生的内能；
    （3）若物体B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的A在水平面上相碰，碰撞中没有机械能损失，则弹射装置P必须对A做多少功才能让B碰后从Q端滑出．

    【答案】分析：（1）解除锁定弹簧弹开物块AB后，两块都做匀速运动，根据通过光电门的时间和d，求出两物块的速度，根据动量守恒定律和机械能守恒定律求出弹簧储存的弹性势能Ep；
    （2）B滑上传送带后先向右做匀减速运动，当速度减小为零时，向右滑行的距离最远．根据牛顿第二定律求出B的加速度，由速度位移公式求出向右运动的最大位移和时间，求出此时间内传送带运动的距离，得到两者相对位移大小．当物块B返回时，再求出两者相对位移大小，即可由Q=μmBg△x求解内能．
    （3）根据功能关系得到弹射装置对A做功W与弹射前后A的速度关系．AB碰撞中动量和机械能都守恒，列出两个守恒方程．B要刚好能滑出平台Q端，碰后B的动能大于克服摩擦力做功，联立求解弹射装置P必须对A做多少功．
    解答：解：（1）解除锁定弹开AB后，AB两物体的速度大小：
    又vA=m/s=4m/s
    vB==2m/s
    弹簧储存的弹性势能EP=+=24J
    （2）B滑上传送带匀减速运动，当速度减为零时，滑动的距离最远．
    由牛顿第二定律得：μmBg=mBa，得a=2m/s2．
    B向右运动的距离为  x1==1m＜L，则物块将返回，向右运动的时间为
    t1=
    传送带向左运动的距离为x2=vt1=6m
    则B相对于传送带的位移为△x1=x1+x2=7m
    设B向左返回所用时间仍为t1，位移为x1，B相对于传送带的位移为△x2=x2-x1=5m
    故物块B在传送带上滑行的过程中产生的内能为
       Q=μmBg（△x1+△x2）=96J
    （3）设弹射装置对A做功为W，则：=+W
    AB相碰，碰前B的速度为vB=2m/s，设碰后B的速度为vB′，则
     根据动量守恒和机械能守恒得
       mAvA′-mBvB=mAvA″+mBvB′
       +=+
    B要刚好能滑出平台Q端，由能量关系有：＞μmBgL
    联立解得 W＞84J
    答：
    （1）弹簧储存的弹性势能Ep是24J．
    （2）物块B在传送带上滑行的过程中产生的内能是96J；
    （3）弹射装置P必须对A做84J功才能让B碰后从Q端滑出．
    点评：本题是复杂的力学综合题，综合了运动学公式、牛顿第二定律、机械能守恒、动量守恒等多个知识，分析运动过程，选择解题规律是关键．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    关于参考系的选取，下列说法中正确的是（　　）
    A、研究物体的运动，必须选定参考系B、描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的C、实际选取参考系时，应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行，如研究地面上的运动时，常取地面或相对于地面静止的其他物体做参考系D、参考系必须选取地面或相对于地面不动的其他物体

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：022

    研究物体的运动时，除了使用打点计时器外，还常常用到数字计时器．我们在研究气垫导轨上滑块的运动速度时就常与数字计时器配合使用．

    某次实验中，当滑块经过光源和感光器时，其上的遮光条把光遮住，电子电路自动记录遮光时间的长短为

    Δt＝0.025s，如果遮光条的宽度为1.5cm，那么该滑块通过时的速度为________m/s．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：物理教研室 题型：022

    研究物体的运动时，除了使用打点计时器外，还常常用到数字计时器．我们在研究气垫导轨上滑块的运动速度时就常与数字计时器配合使用．

    某次实验中，当滑块经过光源和感光器时，其上的遮光条把光遮住，电子电路自动记录遮光时间的长短为

    Δt＝0.025s，如果遮光条的宽度为1.5cm，那么该滑块通过时的速度为________m/s．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    关于参考系的选取以下说法正确的是（    ）

    A.研究物体的运动，必须选定参考系

    B.描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的

    C.实际选取参考系时，应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行，如在研究地面上的运动时，常取地面或相对于地面静止的其他物体作参考系

    D.参考系必须选取地面或相对于地面不动的其他物体

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2015届福建省高一入学考试物理试卷（解析版） 题型：选择题

    关于参考系的选取,以下说法正确的是（    ）

    A、研究物体的运动，必须选定参考系

    B、描述一个物体的运动情况时，参考系是可以任意选取的（不包括本身）

    C、实际选取参考系时，应本着便于观测和使对运动的描述尽可能简单的原则来进行，如在研究地面上的运动时，常取地面或相对于地面静止的其他物体做参考系

    D、参考系必须选取地面或相对于地面不动的其它物体

     

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案