【题目】如图所示,质量为M=1kg的小木块随水平传送带一起以v=2m/s的速度向左匀速运动,传送带两端A、B间距为L=0.8m,小木块与传送带的动摩擦因数μ=0.5。当木块运动到最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹,以v0=300m/s的水平向右的速度射入木块,并在极短的时间内穿出,穿出速度vm=50m/s,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)子弹穿出小木块时小木块的速度vM;
(2)子弹射穿小木块过程中产生的热量Q;
(3)小木块在传送带上运动的时间。
【答案】(1)3m/s;(2)872.5J;(3)0.4s
【解析】(1)子弹射过小木块过程,子弹和木块组成的系统动量守恒,根据动量守恒定律求解出子弹穿出小木块时小木块的速度;(2)子弹射穿小木块过程中产生的热量Q等于系统机械能的损失,根据能量守恒定律求解;(3)根据牛顿第二定律和运动学公式结合求出木块在传送带上速度减到0时的位移,判断小木块从哪端离开传送带,再由位移时间公式求解时间.
(1)子弹和木块组成的系统动量守恒,以向右为正方向
由动量守恒定律有:
代入数据解得木块的速度: ,方向水平向右
(2)根据能量守恒定律得:
子弹射穿小木块过程中产生的热量
代入数据解得:
(3)设木块在传送带上速度减到0时的位移为s
由牛顿第二定律得:
解得:
由速度与位移关系式得:
解得:
所以木块会在右边离开传送带,设在传送带上的时间为t
则有:
解得: (不合题意舍去)
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【题目】如图所示,等腰三角形内分布着垂直纸面向外的匀强磁场,它的底边在x轴上且长为3L,高为L,底角为450,有一边也为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过磁场区域,在时刻恰好位于如图所示的位置,若以顺时针方向为导线框中电流正方向,在下面四幅图中能正确表示导线框中电流和位移关系的是( )
A. B. C. D.
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【题目】如图所示,虚线a、b、c是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一个带正电的粒子仅在电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,P、Q是轨迹上的两点。下列说法正确的是
A. 三个等势面中,等势面a的电势最高
B. 带电质点一定是从P点向Q点运动
C. 带电质点通过P点时的速率比通过Q点时小
D. 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小
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【题目】如图为质谱仪的工作原理图.带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.平板S下方有强度为B0的匀强磁场.下列表述正确的是( ).
A. 速度选择器中的磁场方向垂直纸面向里
B. 速度选抒器中的磁场方向垂直纸面向外
C. 能迪过狭缝P的带电粒子的速率等于
D. 粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的荷质比越小
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【题目】如图所示,可视为质点的质量为m且所带电量为q的小球,用一绝缘轻质细绳悬挂于O点,绳长为L,现加一水平向右的足够大的匀强电场,电场强度大小为,小球初始位置在最低点,若给小球一个水平向右的初速度,使小球能够在竖直面内做圆周运动,忽略空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A、小球在运动过程中机械能守恒
B、小球在运动过程中机械能不守恒
C、小球在运动过程中的最小速度至少为
D、小球在运动过程中的最大速度至少为
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【题目】如图甲所示的电路中,理想变压器的原、副线圈匝数比为10:1,在原线圈输入端a、b接入图乙所示的不完整正弦交流电。电路中电阻R1=5,R2=6,R3为定值电阻,电压表和电流表均为理想电表,开始时开关S断开。下列说法正确的是( )
A. 电流表的示数为
B. 电压表的示数为
C. 闭合开关S后,电压表示数变大
D. 闭合开关S后,电流表示数变大
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【题目】在探究动能定理的实验中,将小车放在一端有滑轮的长木板上,让纸带穿过打点计时器,一端固定在小车上。实验中平衡摩擦后,小车的另一端用细线挂钩码,细线绕过固定在长木板上的定滑轮,线的拉力大小就等于钩码的重力,这样就可以研究拉力做功和小车动能的关系。已知所挂钩码的质量m=1.0×10-2 kg,小车的质量m0=8.5×10-2 kg(取g=10 m/s2)。
若实验中打点纸带如左图所示,打点时间间隔为0.02 s,每三个计时点取一个计数点,O点是打点起点,则打B点时,小车的速度vB=________m/s,小车的动能EkB=________ J。从钩码开始下落至B点,拉力所做的功是________J,因此可得出的结论是_____________________。
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【题目】如图所示,小球m可以在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列说法中正确的是 ( )
A. 小球通过最高点的最小速度为v=
B. 小球通过最高点的最小速度可以为0
C. 小球在水平线ab以下管道中运动时,内侧管壁对小球一定无作用力
D. 小球在水平线ab以上管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力
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