【题目】根据爱因斯坦的狭义相对论,质量要随着物体运动速度的增大而增大,即.请讨论:
(1)如果你使一个物体加速、加速、再加速,它的速度会增加到等于光速甚至大于光速吗?为什么?
(2)光有静止质量吗?如果有,情况将会怎样?
【答案】(1)由 知:当v=c时,m应是无穷大.随着质量的不断增大,产生加速度的力会随着不断增大.使加速越来越困难.因此一个物体不管怎样加速,它的速度不会等于甚至超过光速.
(2)光没有静止质量.若光有静止质量.当光传播时速度为c,由,它传播时的质量会无穷大,光照射到物体上,如同一质量无穷大的物体以光速砸到被照物体上.后果不堪设想.
【解析】(1)不会。由知:当v=c时,m应是无穷大。随着质量的不断增大,产生加速度的力会随着不断增大,使加速越来越困难;因此一个物体不管怎样加速,它的速度不会等于甚至超过光速。
(2)光没有静止质量。若光有静止质量,当光传播时速度为c,由,它传播时的质量会无穷大。光照射到物体上,如同一质量无穷大的物体以光速砸到被照物体上,后果不堪设想。
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【题目】某同学用如图所示的装置探究小车加速度与合外力的关系。小车A 左端连接一纸带并穿过打点计时器B的限位孔,右端用一轻绳绕过滑轮系于拉力传感器C(可直接测得绳中拉力)的下端,A、B置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上.不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量.实验时,先接通电源再释放小车,打点计时器在纸带上打下一系列点该同学在保证小车A质量不变的情况下,通过改变P的质量来改变小车A所受的外力,由传感器和纸带测得的拉力F和加速度a数据如下表.
(1)打点计时器应使用_________电源(选填“直流”或“交流”)
(2)在实验中,_________(选填“需要”或“不需要”)满足重物P的质量远小于小车A的质量.
(3)根据表中数据,在图示坐标系中做出小车加速度a与力F的关系图象.
(4)根据所作的图象推测,实验操作中重要的疏漏是_______________.
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【题目】在一次课外活动中,某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数,已知铁块A的质量mA=1.0kg,金属板B的质量mB=2kg.用水平力F向左拉金属板B,使其一直向左运动,稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示,则A、B间的摩擦力Ff=_______N。A、B间的动摩擦因数μ=______(g取10m/s2).该同学还将纸带连接在金属板B的后面,通过打点计时器连续打下一系列的点,测量结果如图乙所示,图中各计数点间的时间间隔为0.1s,可求得拉金属板的水平力F=_______N.
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【题目】如图所示,细绳一端固定,另一端系一小球.给小球一个合适的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动,这样就构成了一个“圆锥摆”.设细绳与竖直方向的夹角为,如果变大,则( )
A. 细线对小球的拉力变大 B. 小球的向心加速度变大
C. 小球运动的速度增大 D. 小球运动的周期增大
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【题目】如图所示的玻璃瓶在下述情况中受到静摩擦力的是
A. 瓶子静止在倾斜的桌面上
B. 瓶子静止在粗糙的水平桌面上
C. 瓶子瓶口朝上并被紧握在手中
D. 瓶底着一张纸条,扶住瓶子把纸条抽出
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【题目】下列说法正确的是( )
A. 在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变,在狭义相对论中,物体的质量也不随运动状态而改变
B. 在经典力学中,物体的质量随运动速度的增加而减小,在狭义相对论中,物体的质量随物体速度的增大而增大
C. 在经典力学中,物体的质量是不变的,在狭义相对论中,物体的质量随物体速度的增大而增大
D. 上述说法都是错误的
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【题目】根据爱因斯坦的狭义相对论,质量要随着物体运动速度的增大而增大,即.请讨论:
(1)如果你使一个物体加速、加速、再加速,它的速度会增加到等于光速甚至大于光速吗?为什么?
(2)光有静止质量吗?如果有,情况将会怎样?
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【题目】如图所示,半径为R,内径很小的光滑半圆管竖直放置,整个装置处在方向竖直向上的匀强电场中,两个质量均为m、带电量相同的带正电小球a、b,以不同的速度进入管内(小球的直径略小于半圆管的内经,且忽略两小球之间的相互作用),a通过最高点A时,对外管壁的压力大小为3、5mg,b通过最高点A时,对内管壁的压力大小0、25mg,已知两小球所受电场力的大小为重力的一半。
求(1)a、b两球落地点距A点水平距离之比;
(2)a、b两球落地时的动能之比。
【答案】(1)4∶3 (2)8∶3
【解析】
试题分析:(1)以a球为研究对象,设其到达最高点时的速度为,根据向心力公式有:
其中
解得:
以b球为研究对象,设其到达最高点时的速度为vb,根据向心力公式有:
其中
解得:
两小球脱离半圆管后均做平抛运动,根据可得它们的水平位移之比:
(2)两小球做类平抛运动过程中,重力做正功,电场力做负功,根据动能定理有:
对a球:
解得:
对b球:
解得:
则两球落地时的动能之比为:
考点:本题考查静电场、圆周运动和平抛运动,意在考查考生的分析综合能力。
【名师点睛】本题关键是对小球在最高点进行受力分析,然后根据向心力公式和牛顿第二定律求出平抛的初速度,再结合平抛运动规律求解。
【题型】解答题
【结束】
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【题目】如图所示,倾角θ=37°的光滑且足够长的斜面固定在水平面上,在斜面顶端固定一个轮半径和质量不计的光滑定滑轮D,质量均为m=1kg的物体A和B用一劲度系数k=240N/m的轻弹簧连接,物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住。用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接,小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆,当整个系统静止时,环C位于Q处,绳与细杆的夹角α=53°,且物体B对挡板P的压力恰好为零。图中SD水平且长度 为d=0.2m,位置R与位置Q关于位置S对称,轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行。现 让环C从位置R由静止释放,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。
求:(1)小环C的质量 M;
(2)小环C通过位置S时的动能 Ek及环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功WT;
(3)小环C运动到位置Q的速率v.
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【题目】伽利略利用如图( a)所示的斜面实验揭示了自由落体运动规律;利用如图( b)所示的斜面实验探究了力与运动的关系 。 下面说法中正确的是( )
A. 图( a)中必须使用光滑斜面进行实验
B. 图( b)是光滑斜面情况下的推理结果
C. 从图( a)中实验测出了自由落体运动的加速度
D. 从图( b)中得出物体的运动需要力来维持
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