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质量m=0.01 kg的铅弹,以速度v0=200 m/s 水平射入质量为M=2 kg的靶中未穿出.设靶原先静止在光滑水平面上,并可自由滑动.若铅弹射入靶的过程中,机械能的损失完全转化为内能,并有50%转化为铅弹的内能,则铅弹的温度将升高多少?〔已知铅的比热容c=1.338×102 J/(kg·℃)〕

解析:本题是一道力、热综合题,涉及到力学中的动量守恒和热学中的能量守恒定律.

首先要明确题意,搞清楚此过程中能的转化关系.题目中说“铅弹射入靶的过程中,机械能的损失完全转化为内能”,在此所说“机械能的损失”指的是什么?是不是子弹动能的减少?不是!子弹与木块做非弹性碰撞时,子弹动能的减少转化为了两部分:一部分是木块动能的增加,这仍然是机械能;另一部分则转化为了内能,使子弹和木块的温度升高,这一部分则是系统机械能的减少转化来的.所以说子弹动能的减少并不是全部转化为了内能.

铅弹打入靶的过程中系统动量守恒

mv0=(M+m)v

系统在相互作用过程中损失的机械能为

ΔE=mv02(M+m)v2

铅弹的内能增加为ΔU=50%ΔE=cmΔt

由以上三式可解得Δt=74.4 ℃.

练习册系列答案
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如图所示,在匀强磁场中竖直放置两条足够长的平行导轨,磁场方向与导轨所在平面垂直,磁感强度大小为B0.导轨上端连接一阻值为R的电阻和电键K,导轨电阻不计.两金属棒ab的电阻都为R,质量分别为ma=0.02 kg和mb=0.01 kg,它们与导轨接触良好,并可沿导轨无摩擦地运动,g取10 m/s2

(1)若将b棒固定,电键K断开,用一竖直向上的恒力Fa棒,稳定后a棒以v1=10 m/s的速度向上匀速运动.此时再释放b棒,b棒恰能保持静止.求拉力F的大小.

(2)若将a棒固定,电键K闭合,让棒自由下滑,求b棒滑行的最大速度v2

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(1)小球的电性质和恰能静止时两极板间的电压;

(2)小球恰能静止时滑动变阻器接入电路的阻值;

(3)小球p到达杆的中点O时的速度.

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如下图所示,一个上下都与大气相通的直圆筒,内部横截面的面积S=0.01 m2,中间用两个活塞AB封住一定质量的理想气体,AB都可沿圆筒无摩擦地上、下滑动,但不漏气,A的质量可不计、B的质量为M,并与一劲度系数k=5×103 N/m的较长的弹簧相连.已知大气压强p0=1×105 Pa,平衡时,两活塞间的距离l0=0.6 m.现用力压A.使之缓慢向下移动一定距离后,保持平衡.此时,用于压A的力F=5×102 N.求:(假定气体温度保持不变.)

(1)此时两活塞间的距离

(2)活塞A向下移的距离.

(3)大气压对活塞A和活塞B做的总功.

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科目:高中物理 来源:2012-2013学年四川省高三下学期三月月考物理试卷(解析版) 题型:实验题

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(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=       mm.

(2)实验时,该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,将滑块从A位置由静止释放,测量遮光条到光电门的距离L,若要得到滑块的加速度,还需由数字计时器读出遮光条通过光电门B的        

(3)下列不必要的一项实验要求是(     ) 。

A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B.应使A位置与光电门间的距离适当大些

C.应将气垫导轨调节水平

D.应使细线与气垫导轨平行

(4)改变钩码质量,测出对应的力传感器的示数F,已知滑块总质量为M,用(2)问中已测物理量和已给物理量写出M和F间的关系表达式F=           

II、(8分)实际电压表内阻并不是无限大,可等效为理想电压表与较大的电阻的并联。测量一只量程已知的电压表的内阻,器材如下:

①待测电压表(量程3V,内阻约3kΩ待测)一只;②电流表(量程3A,内阻0.01Ω)一只;③电池组(电动势约为3V,内阻很小可忽略不计);④滑动变阻器一个;⑤变阻箱(可以读出电阻值,0-9999Ω)一个;⑥开关和导线若干。

某同学利用上面所给器材,进行如下实验操作:

(1)该同学设计了如图甲、乙两个实验电路。为了更准确地测出该电压表内阻的大小,你认为其中相对比较合理的是           (填“甲”或“乙”)电路。

(2)用你选择的电路进行实验时,闭合电键S,改变阻值,记录需要直接测量的物理量:电压表的读数U和            (填上文字和符号);

(3)(单选题)选择下面坐标轴,作出相应的直线图线。(   )

(A)U—I       (B)U—1/I  (C)1/U—R     (D)U—R

(4)设直线图像的斜率为k、截距为b,请写出待测电压表内阻表达式Rv=            

 

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