如图13所示,一个质量为的长木板静止在光滑的水平面上,并与半径为的光滑圆弧形固定轨道接触(但不粘连),木板的右端到竖直墙的距离为S;另一质量为2的小滑块从轨道的最高点由静止开始下滑,从圆弧的最低点A滑上木板。设长木板每次与竖直墙的碰撞时间极短且无机械能损失。已知滑块与长木板间的动摩擦因数为。试求:
(1)滑块到达A点时的速度大小以及物体对轨道的压力大小;
(2)若滑块不会滑离长木板,试讨论长木板与墙第一次碰撞前的速度与S的关系;
(3)若S足够大,为了使滑块不滑离长木板,板长L应满足什么条件。
解答:
(1)滑块从轨道的最高点到最低点,机械能守恒,设到达A点的速度为,
则 : ①(1分) 由上式得: ②(1分)
在A点由牛顿第二定律有: ③ (1分)由②③得: ④ (1分)
由牛顿第三定律,滑块在A点对轨道的压力 ⑤ (1分)
(2)若第一次碰撞前的瞬间,滑块与木板达到共同速度,由动量守恒定律得: ⑥(1分) 对滑块由动能定理得: ⑦(1分)
由②⑥⑦得: (1分)
ⅰ.若,则木板与墙第一次碰前瞬间的速度为 (1分)
ⅱ.若,则木板与墙第一次碰前瞬间的速度为,则 (1分)
得: (1分)
(3)因为S足够大,每次碰前滑块与木板共速,因为滑块的质量大于木板的质量,每次碰后系统的总动量方向向右,要使滑块不滑离长木板,最终木板停在墙边,滑块停在木板上。
由能量守恒得: (2分) 解得 (1分)
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如图4所示,一质量为m的汽车,通过凸形路面的最高处时对路面的压力为N1 ,通过凹形路面最低处时对路面的压力为N2 ,则
A.N1>mg B.N1<mg C.N2=mg D.N2>mg
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密闭有空气(非理想气体,分子间的作用力表现为引力)的薄塑料瓶因降温而变扁,此过程中瓶内空气
A.内能不变 B.外界对瓶内空气做功
C.分子力做正功,分子势能变大 D.分子力做负功,分子势能变大
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如图8所示,a、b是航天员王亚平在“天宫一号”实验舱做水球实验时水球中形成的气泡,a、b两气泡温度相同且a的体积大,气泡内的气体视为理想气体,则下列说法正确的是
A.水球呈球形是由于表面张力作用的结果
B.此时水球内的水分子之间只有引力
C.a内气体的分子平均动能比b的大
D.在水球表面滴一小滴红墨水若水球未破,最后水球将呈红色
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科目:高中物理 来源: 题型:
如图所示,足够长的斜面上A点,以水平速度v0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上所用的时间为t1;若将此球改用3v0水平速度抛出,落到斜面上所用时间为t2,则t1 : t2为:( )
A.1 : 1 B.1 : 2 C.1 : 3 D.1 : 4
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为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,采用了如上右图所示实验装置。请回答下列问题:
(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是______
A.将木板不带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动
B.将木板不带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动
C.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动
D.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动
(2)若实验中所用小车的质量为200 g,为了使实验结果尽量精确,在实验室提供的以下四种规格钩码中,应该挑选的钩码是_______
A.10 g B.20 g C.30 g D.50 g
(3)某实验小组挑选了一个质量为50 g的钩码,在多次正确操作实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,经测量、计算,得到如下数据:第一个点到第n个点的距离为40.0 cm;打下第n点时小车的速度大小为1.20m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力,则拉力对小车做的功为________J,小车动能的增量为________J。(g=9.8m/s2,结果保留三位有效数字)
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科目:高中物理 来源: 题型:
有两个大小相等的共点力F1和F2,当它们的夹角为90°时,合力为F,它们的夹角变为120°时,合力的大小为 ( )
A.2F B.F
C.F D.F
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