【题目】如图所示,在光滑的水平桌面上有一长为L=2m的木板C,它的两端各有一块挡板,C的质量为mC=5kg,在C的中央并排放着两个可视为质点的滑块A与B,其质量分别为mA=1kg、mB=4kg,开始时A、B、C均处于静止状态,并且A、B间夹有少许炸药,炸药爆炸使得A以vA=6m/s的速度水平向左运动,不计一切摩擦,两滑块中任一块与挡板碰撞后就与挡板合成一体,爆炸与碰撞时间不计,求:
(1)当两滑块都与挡板碰撞后,板C的速度多大?
(2)从爆炸开始到两个滑块都与挡板碰撞为止,板C的位移多大?方向如何?
【答案】
(1)解:炸药爆炸,滑块A与B分别获得向左和向右的速度,由动量守恒可知,A的速度较大(A的质量小),A、B均做匀速运动,A先与挡板相碰合成一体(满足动量守恒)一起向左匀速运动,最终B也与挡板相碰合成一体(满足动量守恒),整个过程满足动量守恒.
整个过程A、B、C系统动量守恒,有:
0=(mA+mB+mC)v,
所以v=0
答:板C的速度是
(2)解:炸药爆炸,A、B获得的速度大小分别为vA、vB.以向左为正方向,有:
mAvA﹣mBvB=0,
解得:vB=1.5m/s,方向向右
然后A向左运动,与挡板相撞并合成一体,共同速度大小为vAC,
由动量守恒,有:
mAvA=(mA+mC)vAC,
解得:vAC=1m/s
此过程持续的时间为:t1= = s
此后,设经过t2时间B与挡板相撞并合成一体,则有:
=vACt2+vB(t1+t2),解得:t2=0.3s
所以,板C的总位移为:xC=vACt2=0.3m,方向向左
答:板C的位移大小是0.3m,方向向左.
【解析】1、炸药爆炸,整个过程满足动量守恒,列出等式求解.2、炸药爆炸,A、B获得的速度大小关系可以根据动量守恒求得,A向左运动,与挡板相撞并合成一体由动量守恒求得共同速度,根据运动学公式求解.
【考点精析】利用动量守恒定律对题目进行判断即可得到答案,需要熟知动量守恒定律成立的条件:系统不受外力或系统所受外力的合力为零;系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多;系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变.
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【题目】如图所示,质量为m的工件置于水平放置的钢板C上,二者间动摩擦因数为μ,由于光滑导槽A、B的控制,工件只能沿水平导槽运动,现在使钢板以速度ν1向右运动,同时用力F拉动工件(F方向与导槽平行,使其以速度ν2沿导槽运动,则F的大小为
A. 等于μmg B. 大于μmg
C. 小于μmg D. 不能确定
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【题目】在水平光滑绝缘桌面上有一边长为l的正方形线框abcd,被限制在沿ab方向的水平直轨道自由滑动.bc边右侧有一直角三角形匀强磁场区域efg,直角边ef等于l,边ge小于l,ef边平行ab边,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示,线框在水平拉力F作用下向右匀速穿过磁场区,若图示位置为t=0时刻,设逆时针方向为电流的正方向,水平向右的拉力为正.则感应电流i﹣t和F﹣t图象正确的是(时间单位为l/v,A、B、C图象为线段,D为抛物线)( )
A.
B.
C.
D.
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【题目】在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时,采用如图所示的实验装置,小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出:
(1)某学生将实验装置如上图安装好,准备接通电源后开始做实验,但他的装置图中有两个明显的错误:
① ;
② 。
(2)M与m的大小关系满足 时,可以认为绳子对小车拉力的大小等于盘和砝码的重力。
(3)一组同学保持盘及盘中的砝码质量一定,探究物体加速度与质量的关系,以下做法错误的是( )
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上 |
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力 |
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器电源 |
D.小车运动的加速度,可用天平称出盘及砝码质量m、小车质量M,用a=mg/M求出 |
(4)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码质量不变,改变小车质量m,得到的实验数据如下表:为了验证猜想,请在坐标系中作出最能直观反映a与m之间关系的图象.
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
小车加速度a/ms-2 | 0.77 | 0.38 | 0.25 | 0.19 | 0.16 |
小车质量m/kg | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 |
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【题目】在“研究电磁感应现象”实验中,将灵敏电流计G与线圈L连接,线圈上导线绕法,如图所示.已知当电流从电流计G左端流入时,指针向左偏转.
(1)将磁铁N极向下从线圈L上方竖直插入L时,灵敏电流计的指针将偏转(选填“向左”“向右”或“不”).
(2)当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时,a点电势b点电势(填“高于”、“等于”或“低于”).
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【题目】水平的皮带传输装置如图所示,皮带的速度保持不变,物体被轻轻地放在A端皮带上,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后滑动停止,以后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端,在传输过程中,该物体受摩擦力情况是( )
A. 在AC段受水平向左的滑动摩擦力
B. 在AC段受水平向右的滑动摩擦力
C. 在CB段受水平向左的静摩擦力
D. 在CB段受水平向右的静摩擦力
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【题目】在一次治理超载和超限的执法中,一辆执勤的警车停在公路边.当警员发现从他旁边以72km/h的速度匀速行驶的货车严重超载时,决定前去追赶.经过10s后警车发动起来,并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动,但警车的行驶速度必须控制在90km/h以内.求:
(1)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?
(2)警车发动后要多少时间才能追上货车?
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【题目】如图所示,一轻活塞将体积为V、温度为2T0的理想气体,密封在内壁光滑的圆柱形导热气缸内.已知大气压强为p0 , 大气的温度为T0 , 气体内能U与温度的关系为U=aT(a为正常数).在气缸内气体温度缓慢降为T0的过程中,求:
①气体内能减少量△U;
②气体放出的热量Q.
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【题目】某同学用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,所给的器材有:
A.电压表V:0~3~15V
B.电流表A:0~0.6~3A
C.变阻器R1(20Ω,1A)
D.变阻器R2(1000Ω,0.1A)
E.电键S和导线若干
(1)实验中电流表应选用的量程为;电压表应选用的量程为;变阻器应选用(填R1或R2);
(2)实验测得的6组数据已在U﹣I图中标出,如图所示.请你根据数据点位置完成U﹣I图线 , 并由图线求出该电池的电动势E=V,电阻r=Ω.
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