【题目】如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。
(1)实验必须要求满足的条件是________
A.斜槽轨道必须是光滑的
B.斜槽轨道末端的切线是水平的
C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下
D.若入射小球质量为m1,被碰小球质量为m2,则m1>m2
(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程,然后,把被碰小球m1静置于轨道的末端,再将入射球m1从斜轨S位置静止释放,与小球m2相撞,并多次重复。接下来要完成的必要步骤是________(填选项的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程
(3)若两球相碰前后的动量守恒,则其表达式可表示为_________________(用(2)中测量的量表示);
【答案】BCD ADE
【解析】
在验证动量守恒定律的实验中,运用平抛运动的知识得出碰撞前后两球的速度,因为下落的时间相等,则水平位移代表平抛运动的速度.根据实验的原理确定需要测量的物理量.
(1)因为平抛运动的时间相等,根据v=x/t,所以用水平射程可以代替速度,则需测量小球平抛运动的射程间接测量速度.故应保证斜槽末端水平,小球每次都从同一点滑下,但是轨道不一定是光滑的;同时为了使得被碰球能飞的更远,防止入射球反弹,球m1的质量应大于球m2的质量;故BCD正确,A错误;故选BCD.
(2)根据动量守恒得,m1v0=m1v1+m2v2,两球碰撞前后均做平抛运动,根据x=vt可以,由于时间相同,则x与v成正比,则要验证的关系可表示为: m1OP=m1OM+m2ON,所以要分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N,从而测量线段OM、OP、ON的长度外,同时还需要测量的物理量是小球1和小球2的质量m1、m2.故选ADE.
(3)若两球相碰前后的动量守恒,则其表达式可表示为m1OP=m1OM+m2ON;
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【题目】如图所示,在匀速转动的圆盘上,沿半径方向放置以细线相连的质量均为m的A、B 两个小物块。A离轴心r1=20 cm,B离轴心r2=30 cm,A、B与圆盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.4倍,取g=10 m/s2。
(1)若细线上没有张力,圆盘转动的角速度ω应满足什么条件?
(2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?
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【题目】如图所示,一个质量为m=2kg的小物块静置于足够长的斜面底端,斜面固定在水平地面上,其倾角=37°。现对小物块施加一个沿斜面向上、大小为F =30N的恒力,4s后将F撤去,此时小物块速度达到v1=20m/s (sin37°= 0.6, cos37°=0.8,g=10m/s2)。求:
(1)小物块与斜面间的邊摩擦因数μ;
(2)小物块在斜面上运动的总时间。(可用根式表示)
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【题目】如图所示,水平板上有质量m=1.0kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小.取重力加速度g=10m/s2.下列判断正确的是( )
A. 5s内拉力对物块做功为零
B. 4s末物块所受合力大小为4.0N
C. 物块与木板之间的动摩擦因数为0.4
D. 6s~9s内物块的加速度的大小为2.0m/s2
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【题目】如图所示,在坐标系中,轴上关于轴对称的、两点固定等量异种点电荷、,、两点分别位于第二、四象限,为平行四边形,边、分别与轴交于、,下列说法正确的是( )
A. 点电势为正,点电势为负
B. 、两点电场强度大小相等方向相反
C. 试探电荷从点移到点,电势能增加
D. 试探电荷从点移到点和从点移到点,电场力对做功相同
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【题目】如图所示,总质量为460kg的热气球,从地面刚开始由静止竖直上升时的加速度为0.5m/s2,当热气球上升到180m时,恰以5m/s的速度向上匀速运动。若离开地面后热气球所受浮力保持不变,空气阻力F阻=Kv(K为比例系数),上升过程中热气球总质量不变,重力加速度g=10m/s2。试计算:
(1)气球受到浮力的大小;
(2)气球上升到180m过程中克服空气阻力所做的功;
(3)气球上升到180m过程中所用时间是多少?
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【题目】如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=10∶1,原线圈输入的交流电压如图乙所示,副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12V、工作时内阻为2Ω的电动机。闭合开关,电动机正常工作,电流表示数为1A,则
A. 副线圈两端电压为22V
B. 电动机输出的机械功率为12W
C. 通过电动机的交流电频率为100Hz
D. 若电动机突然卡住不转,原线圈输入功率变大
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【题目】放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示.下列说法错误的是( )
A. 0~6 s内物体的位移大小为30 mB. 0~6 s内拉力做的功为70 J
C. 滑动摩擦力的大小为5 ND. 物体的质量为kg
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【题目】一条小船在静水中的速度为10 m/s,要渡过宽度为60 m、水流速度为6 m/s的河流,下列说法正确的是( )
A. 小船渡河的最短时间为6 s
B. 小船渡河的最短时间为10 s
C. 若小船在静水中的速度增加,则小船渡河的最短路程减小
D. 若小船在静水中的速度增加,则小船渡河的最短路程不变
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