【题目】如图所示,在竖直平面内有一倾角θ=37°的传送带,两皮带轮AB轴心之间的距离L=3.2 m,沿顺时针方向以v0=2 m/s匀速运动。一质量m=2 kg的物块P从传送带顶端无初速度释放,物块P与传送带间的动摩擦因数μ=0.5。物块P离开传送带后在C点沿切线方向无能量损失地进入半径为m的光滑圆弧形轨道CDF,并沿轨道运动至最低点F,与位于圆弧轨道最低点的物块Q发生碰撞,碰撞时间极短,物块Q的质量M =1 kg,物块P和Q均可视为质点,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,。求:
(1)物块P从传送带离开时的动量;
(2)传送带对物块P做功为多少;
(3)物块P与物块Q碰撞后瞬间,物块P对圆弧轨道压力大小的取值范围。
【答案】(1)8kgm/s,方向与水平方向成斜向右下;(2)-22.4J;(3)
【解析】
(1)物块在未到达与传送带共速之前,所受摩擦力方向沿传送带向下,
由牛顿第二定律得:
解得
所需时间
沿斜面向下运动的位移
当物块的速度与传送带共速后,由于 ,所以物块所受摩擦力方向沿传送带向上,由牛顿第定律得:
解得a2=2m/s2
物块以加速度以运动的距离为:
设物块运动到传送带底端的速度为,由运动学公式得v12=v02+2a2x2
解得
则动量为P=mv1=,方向与水平方向成斜向右下
(2)物块从顶端到底端,根据动能定理:
可知传送带对物块做功为:W=
(3)设物块运动到点的速度为,由动能定理得
解得
若物块与物块发生完全弹性碰撞,并设物块碰撞后的速度为,物块Q碰撞后的速度为,则两物块的碰撞过程动量守恒,碰撞前后动能之和不变;
解得
若物块与物块发生完全非弹性碰撞,则
解得
所以物块的速度范围为:
在点由牛顿第二定律得:
解得:
物块碰撞后间对圆弧轨道的压力为,由牛顿第三定律可得:
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【题目】如图所示,发射升空的卫星在转移椭圆轨道Ⅰ上A点处经变轨后进入运行圆轨道Ⅱ.A、B分别为轨道Ⅰ的远地点和近地点.则卫星在轨道Ⅰ上
A. 经过A点的速度小于经过B点的速度
B. 经过A点的动能大于在轨道Ⅱ上经过A点的动能
C. 运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期
D. 经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过A点的加速度
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【题目】足够强的匀强磁场中有一个原来静止的氡核,它放射出一个α粒子后变为Po核.假设放出的α粒子运动方向与磁场方向垂直,求:
(1)α粒子与Po核在匀强磁场中的径迹圆半径之比,画出它们在磁场中运动轨迹的示意图;
(2)α粒子与Po核两次相遇的时间间隔与α粒子运动周期的关系;(设质子和中子质量相等)
(3)若某种放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方向发生β衰变,则β粒子和反冲核在磁场中运动轨迹的示意图与上述α衰变轨迹示意图有何不同?
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【题目】(共6分)某同学用图9甲所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律。图中PQ是斜槽,QR为水平槽。实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作10次,得到10个落点痕迹。再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹.重复这种操作10次。图甲中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点.B球落点痕迹如图乙所示,其中米尺水平放置,且平行于G、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐。
(1)(2分)碰撞后B球的水平射程应取为____cm.
(2)(4分)以下关于本次实验的说法,正确的有__________(填选项号,全部填对得4分,错选不得分,少选得2分)。
(A)斜槽的末端必须水平;
(B)A、B两球的半径必须相等;
(C)A、B两球必须用同种材料制成;
(D)A球和B球的质量可以不用测量。
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【题目】如图所示,在水平地面上放一质量m=1kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数=0.6,在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2,已知F1=6N,F2=8N,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,则:
(1)木块受到的摩擦力为多少?
(2)若将F2逆时针转90°,此时木块的加速度大小为多少?
(3)若将F2顺时针十转90°,求木块运动t=2s时的位移大小?
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【题目】ab是长为l的均匀带电细杆,P1、P2是位于ab所在直线上的两点,位置如图所示.ab上电荷产生的静电场在P1处的场强大小为E1,在P2处的场强大小为E2.则以下说法中正确的是:
A. 两处的电场方向相同,E1>E2
B. 两处的电场方向相反,E1>E2
C. 两处的电场方向相同,E1<E2
D. 两处的电场方向相反,E1<E2
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【题目】有两个灯泡,L1标有“220V,60W”,L2标有“220V,40W”.将它们串联后接在电源上,则( )
A. 路端电压为220伏时,L1、L2都不能正常发光
B. 路端电压为440伏时,L1、L2都能正常发光
C. 无论路端电压为多少伏,L1、L2都不可能正常发光
D. 无论路端电压为多少伏,L1肯定不能正常发光
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【题目】如图所示,一圆环上均匀分布着负电荷,x轴垂直于环面且过圆心O.下列关于x轴上的电场强度和电势的说法正确的是( )
A. 从O点沿x轴正方向,电场强度先增大后减小,电势一直降低
B. 从O点沿x轴正方向,电场强度先增大后减小,电势先降低后升高
C. O点的电场强度为零,电势最低
D. O点的电场强度不为零,电势最高
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【题目】用如图所示的装置可以验证动量守恒定律,在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架,它们的上端装有等宽的挡光片。
(1)实验前需要调节气垫导轨水平,借助光电门来检验气垫导轨是否水平的方法是______________________________________________________________.
(2)为了研究两滑块所组成的系统在弹性碰撞和完全非弹性碰撞两种情况下的动量关系,实验分两次进行。
第一次:让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后又分开,滑块A再次通过光电门1的时间为,滑块B通过光电门2的时间为
第二次:在两弹性碰撞架的前端贴上双面胶,同样让滑块A置于光电门1的左侧,滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度,通过光电门1的时间为,A与B碰撞后粘连在一起,滑块B通过光电门2的时间为
为完成该实验,还必须测量的物理量有_______(填选项前的字母)。
A.挡光片的宽度d B.滑块A的总质量
C.滑块B的总质量 D.光电门1到光电门2的间距L
(3)在第二次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中动量守恒,则应该满足的表达式为________(用已知量和测量量表示)。
(4)在第一次实验中若滑块A和B在碰撞的过程中机械能守恒,则应该满足的表达式为____________(用已知量和测量量表示)
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