【题目】(1)如图所示在光滑的水平面上一个质量为m的物体,初速度为v0,在水平力F的作用下,经过一段时间t后,速度变为vt ,请根据上述情境,利用牛顿第二定律推导动量定理
(2)如图质量为m的钢球自高处落下,以速率v1碰地,竖直向上弹回,钢球离开地面的速率为v2, 若不计空气阻力
a.求钢球与地面碰撞过程中,钢球动量的变化量大小及方向;
b.求钢球与地面碰撞过程中损失的机械能
(3)如图所示,一个质量为m的钢球,以速度v斜射到坚硬的大理石板上,入射时与竖直方向的夹角是θ,碰撞后被斜着弹出,弹出时也与竖直方向的夹角是θ,速度大小仍为v.(不计空气阻力)请你用作图的方法求出钢球动量变化的大小和方向
【答案】(1)证明见解析 (2)a.mv2+mv1方向向上 b. (3)
【解析】
(1)根据牛顿第二定律F=ma
加速度定义
解得即动量定理
(2)a.规定向上为正方向 p=mv2﹣(﹣mv1)=mv2+mv1 方向向向上
b.根据能量守恒可得:
(3)设竖直向上为正方向,由题意,小球入射时的在水平方向上的动量与反射时在水平方向上的动量大小、方向都相同;
在X方向:Px: mvsinθ-mvsinθ=0 方向竖直向上
在Y方向: 取向上为正 Py=mvcosθ-(-mvcosθ)=2mvcosθ
或者做图:
小球入射时的在竖直方向上的动量大小为P1=mvcosθ 如图;反射时在竖直方向上的动量大小也为P2=mvcosθ,但方向相反;所以碰撞过程中小球的动量变化大小:ΔP=2mvcosθ,方向竖直向上;
或者如图所示:
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【题目】欧洲大型强子对撞机是现在世界上最大、能量最高的粒子加速器,是一种将质子加速对撞的高能物理设备,其原理可简化如下:两束横截面积极小,长度为l-0质子束以初速度v0同时从左、右两侧入口射入加速电场,出来后经过相同的一段距离射入垂直纸面的圆形匀强磁场区域并被偏转,最后两质子束发生相碰。已知质子质量为m,电量为e;加速极板AB、A′B′间电压均为U0,且满足eU0=mv02。两磁场磁感应强度相同,半径均为R,圆心O、O′在质子束的入射方向上,其连线与质子入射方向垂直且距离为H=
R;整个装置处于真空中,忽略粒子间的相互作用及相对论效应。
(1)试求质子束经过加速电场加速后(未进入磁场)的速度ν和磁场磁感应强度B;
(2)如果某次实验时将磁场O的圆心往上移了,其余条件均不变,质子束能在OO′ 连线的某位置相碰,求质子束原来的长度l0应该满足的条件。
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【题目】某物理学习小组设计了如图所示的实验电路准备测量未知电阻Rx的值。图中G是指针在中央(零刻线在中央)的灵敏电流计(已知电流从左侧接线柱流入指针向左偏),R是已知阻值的定值电阻,AB是一根粗细均匀的长直电阻丝,从刻度尺测得AB长度为L,D是与电阻丝接触良好的滑动触头。回答下列问题:
(1)同学在某一次将D调节到如图位置时发现电流计指针向右偏,则他应该把D向________(填左或右)移动适当距离,直到____________为止。
(2)他还需要测量的物理量有______________(用字母符号表示),未知电阻的计算表达式为Rx=________(用题目中给出和你设的字符表示)
(3)关于本次实验系统误差的分析为:测量值________电阻真实值(填“>”、“<”或“=”)。
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【题目】一学习小组要用伏安法尽量准确地描绘一个标有“6V,1.5W”的小灯泡的I﹣U图线,现有下列器材供选用:
A.学生电源(直流9V)
B.开关一个、导线若干
C.电压表(0~3V,内阻约10kΩ)
D.电压表(0~6V,内阻约10kΩ)
E.电压表(0~10V,内阻约30kΩ)
F.电流表((0~0.3A,内阻约0.1Ω)
G.电流表(0~0.6A,内阻约0.4Ω)
H.电流表(0~3A,内阻约0.6Ω)
I.滑动变阻器(20Ω,2A)
J.滑动变阻器(200Ω,1A)
(1)实验中需用到的仪器有 (用字母序号表示);
(2)在下面图1方框内画出实验电路图;
(3)对应实验电路图将图2实物连线补充完整.
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【题目】两只电流表和
是由完全相同的电流计并联不同的电阻改装而成的,
的量程是3 A,
的量程是6A,为了测量8 A左右的电流,并联接入电路中,两者都有读数的情况下,正确的选项为( )
A. 和
的内阻相等 B.
和
的两端电压相等
C. 和
指针偏转角相等 D.
和
的读数相等
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【题目】某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,在气垫导轨上安装个光电门,滑块上固定一遮光条
(1)用天平测得重物的质量为 ,滑块的质量为
(2)用螺旋测微器测遮光条的宽度d测量结果如图乙所示,则d=_______cm.
(3)按图甲所示组装实验装置,将滑块由静止释放测得遮光条起始位置到光电门的距离为x,遮光条通过光电门的时间为t。若实验结果表明,重物和滑块运动过程中机械能守恒,则机械能守恒的表达式为 =______(用已知量相应的字母表示,g为重力加速度).
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【题目】如图甲所示,长为L、间距为d的两金属板A、B水平放置,ab为两板的中心线.质量为m、电荷量为q的带正电粒子,从左侧极板附近由静止开始经电压为U1的电场加速后,从a点水平射入.求:
(1)粒子从a点射入的速度v0;
(2)若将两金属板接上恒定电压U2,使粒子恰好打到金属板的中点,求电压U2的大小;
(3)若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上,该粒子在t=0时刻从a点射入,欲使粒子从板的边缘水平射出,求周期T及交变电压U0的大小.
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【题目】下列说法正确的是___________
A. 简谐运动的质点每次经过同一位置具有相同的加速度和位移
B. 做简谐运动的质点在四分之三周期内通过的路程一定等于三倍的振幅
C. 任何一个做简谐运动的物体所受的合外力与所需回复力相等
D. 在波的传播方向上,某个质点的振动频率等于波的频率
E. 当声音由钢轨传播到空气中时,声波的频率不变,波长变小
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【题目】如图所示,M、N是组成电容器的两块水平放置的平行金属极板,M中间有一小孔。M、N分别接到电压恒定的电源上(图中未画出)。小孔正上方的A点与极板M相距h.与极板N相距3h.某时刻一质量为m、带电量为q的微粒从A点由静止下落,到达极板N时速度刚好为零(不计空气阻力,重力加速度为g.则
A. 带电微粒在M、N两极板间往复运动
B. 两极板间电场强度大小为
C. 若将M向下平移h/3 ,微粒仍从A点由静止下落,进入电场后速度为零的位置与N的距离为5/4 h
D. 若将N向上平移h/3 微粒仍从A由静止下落,进入电场后速度为零的位置与M的距离的5/4 h
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