分析 (1)物体1从释放到与物体2相碰前的过程中,物体2由于不受摩擦,静止不动.系统水平不受外力,动量守恒,用位移与时间的比值表示平均速度,根据动量守恒列式求出滑道向左运动的距离;
(2)物体1从释放到与物体2相碰前的过程中,系统中只有重力做功,系统的机械能守恒,根据机械能守恒和动量守恒列式,可求出物体1、2碰撞前两个物体的速度;物体1、2碰撞过程,根据动量守恒列式求出碰后的共同速度.碰后,物体1、2向右运动,滑道向左运动,弹簧第一次压缩最短时,根据系统的动量守恒得知,物体1、2和滑道速度为零,此时弹性势能最大.根据能量守恒定律求解在整个运动过程中,弹簧具有的最大弹性势能.
(3)根据系统的能量守恒列式,即可求出物体1、2相对滑道CD部分运动的路程s,从而确定出物体1、2最终停在何处.
解答 解:(1)m1从释放到与m2相碰撞过程中,m1、m3组成的系统水平方向动量守恒,
设m1水平位移大小s1,m3水平位移大小s3,则有0=m1$\frac{{s}_{1}}{t}$-m3$\frac{{s}_{3}}{t}$
得 0=m1s1-m3s3
其中 s1=R-s3
可以求得s3=$\frac{{m}_{1}R}{{m}_{1}+{m}_{2}}$═$\frac{{m}_{1}{s}_{1}}{{m}_{3}}$=$\frac{1×0.3}{1+2}$=0.1m
(2)设m1、m2 刚要相碰时物体1的速度v1,滑道的速度为v3,由机械能守恒定律有
m1gR=$\frac{1}{2}$m1v12+$\frac{1}{2}$m3v32
由动量守恒定律有0=m1v1-m3v3
设物体1和物体2相碰后的共同速度为v2,由动量守恒定律有
m1v1=(m1+m2)v2
弹簧第一次压缩最短时由动量守恒定律可知物体1、2和滑道速度为零,此时弹性势能最大.
设为Epm.从物体1、2碰撞后到弹簧第一次压缩最短的过程中,由能量守恒有
$\frac{1}{2}$(m1+m2)v22+$\frac{1}{2}$m3v32-μ(m1+m2)g$\overline{CD}$=Epm
联立以上方程,代入数据可得,Epm=0.3J
(3)分析可知物体1、2和滑道最终将静止,设物体1、2相对滑道CD部分运动的路程为s,由能量守恒有
$\frac{1}{2}({m}_{1}+{m}_{2}){v}_{2}^{2}+\frac{1}{2}{m}_{3}{v}_{3}^{3}=μ({m}_{1}+{m}_{2})gs$
带入数据可得:s=0.25m
所以m1、m2最终停在D点左端离D点距离为0.05m处
答:(1)物体1从释放到与物体2相碰的过程中,滑道向左运动的距离是0.15m;
(2)若CD=0.2m,两物体与滑道的CD部分的动摩擦因数都为μ=0.15,求在整个运动过程中,弹簧具有的最大弹性势能是0.3J;
(3)物体1、2最终停在D点左端离D点距离为0.05m处.
点评 本题是系统水平方向动量守恒和能量守恒的问题,求解两物体间的相对位移,往往根据能量守恒研究.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | FA一定小于G | B. | FA一定大于FB | ||
C. | FA一定小于FB | D. | FA与FB大小之和一定等于G |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 2.6 m/s2 | B. | 1.8 m/s2 | C. | 1.4 m/s2 | D. | 1.2 m/s2 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 逐步调节木板的倾斜程度,让小车能够自由下滑 | |
B. | 逐步调节木板的倾斜程度,让小车在橡皮筋作用下开始运动 | |
C. | 逐步调节木板的倾斜程度,给小车一初速度,让拖着纸带的小车匀速下滑 | |
D. | 逐步调节木板的倾斜程度,最终让拖着纸带的小车加速下滑 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 如图是α粒子散射实验示意图,当显微镜在A、B、C、D中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多. | |
B. | 如图是氢原子的能级示意图,氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时吸收了一定频率的光子能量. | |
C. | 如图是光电效应实验示意图,当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转,则此时验电器的金属杆带的是正电荷. | |
D. | 如图是电子束穿过铝箔后的衍射图样,该实验现象说明实物粒子也具有波动性. | |
E. | 如图是风力发电的国际通用标志. |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 电源输出功率减小 | B. | L1消耗的功率减小 | ||
C. | 通过R1上的电流增大 | D. | 通过R3上的电流增大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 200 m决赛中的路程是100 m决赛的两倍 | |
B. | 200 m决赛中的位移是100 m决赛的两倍 | |
C. | 200 m决赛中的平均速度大小约为10.36 m/s | |
D. | 100 m决赛中的平均速度大小约为5.18 m/s |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 第3s末质点的速度方向发生改变 | B. | 第3s内质点的加速度大小为2m/s2 | ||
C. | 前6s内质点的位移为8m | D. | 第2s末和第4s末质点的位置相同 |
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