题目列表(包括答案和解析)
7.(19分)如图所示,一轻质弹簧竖直固定在地面上,自然长度l0=0.50m,上面连接一个质量m1=1.0kg的物体A,平衡时物体距地面h1=0.40m,此时弹簧的弹性势能EP=0.50J。在距物体A正上方高为h=0.45m处有一个质量m2=1.0kg的物体B自由下落后,与弹簧上面的物体A碰撞并立即以相同的速度运动,已知两物体不粘连,且可视为质点。g=10m/s2。求:
(1)碰撞结束瞬间两物体的速度大小;
(2)两物体一起运动第一次具有竖直向上最大速度时弹簧的长度;
(3)两物体第一次分离时物体B的速度大小。
6.风洞实验室可产生水平方向的、大小可调节的风力。在风洞中有一固定的支撑架ABC,该支撑架的上表面光滑,是一半径为R的1/4圆柱面,如图所示,圆弧面的圆心在O点,O离地面高为2R,地面上的D处有一竖直的小洞,离O点的水平距离为。现将质量分别为m1和m2的两小球用一不可伸长的轻绳连接按图中所示的方式置于圆弧面上,球m1放在与O在同一水平面上的A点,球m2竖直下垂。
(1)在无风情况下,若将两球由静止释放(不计一切摩擦),小球m1沿圆弧面向上滑行,到最高点C恰与圆弧面脱离,则两球的质量比m1:m2是多少?
(2)让风洞实验室内产生的风迎面吹来,释放两小球使它们运动,当小球m1滑至圆弧面的最高点C时轻绳突然断裂,通过调节水平风力F的大小,使小球m1恰能与洞壁无接触地落入小洞D的底部,此时小球m1经过C点时的速度是多少?水平风力F的大小是多少(小球m1的质量已知)?
5.(19分)如图14所示,两根正对的平行金属直轨道MN、M′N′位于同一水平面上,两轨道之间的距离=0.50m。轨道的MN′端之间接一阻值R=0.40Ω的定值电阻,NN′端与两条位于竖直面内的半圆形光滑金属轨道NP、N′P′平滑连接,两半圆轨道的半径均为R0=0.5m。直轨道的右端处于竖直向下、磁感应强度B=0.64T的匀强磁场中,磁场区域的宽度d=0.80m,且其右边界与NN′重合。现有一质量m=0.20kg、电阻r=0.10Ω的导体杆ab静止在距磁场的左边界s=2.0m处。在与杆垂直的水平恒力F=2.0N的作用下ab杆开始运动,当运动至磁场的左边界时撤去F,结果导体杆ab恰好能以最小速度通过半圆形轨道的最高点PP′。已知导体杆ab在运动过程中与轨道接触良好,且始终与轨道垂直,导体杆ab与直轨道之间的动摩擦因数=0.10,轨道的电阻可忽略不计,取g=10m/s2,求:(1)导体杆刚进入磁场时,通过导体杆上的电流大小和方向;
(2)导体杆穿过磁场的过程中通过电阻R上的电荷量;
(3)导体杆穿过磁场的过程中整个电路产生的焦耳热。
4.(19分)如图所示,水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分,M点左侧地面粗糙,与B球间的动摩擦因数为μ=0.5,右侧光滑.MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场。在O点用长为R=5m的轻质绝缘细绳,拴一个质量mA=0.04kg,带电量为q=+210-4 C的小球A,在竖直平面内以v=10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动,小球A运动到最低点时与地面刚好不接触。处于原长的弹簧左端连在墙上,右端与不带电的小球B接触但不粘连,B球的质量mB=0.02kg,此时B球刚好位于M点。现用水平向左的推力将B球缓慢推至P点(弹簧仍在弹性限度内),MP之间的距离为L=10cm,推力所做的功是W=0.27J,当撤去推力后,B球沿地面向右滑动恰好能和A球在最低点处发生正碰,并瞬间成为一个整体C(A、B、C均可视为质点),碰撞前后电荷量保持不变,碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E=6103N/C,电场方向不变。求:(取g=10m/s2)
(1)在A、B两球在碰撞前匀强电场的大小和方向;
(2)A、B两球在碰撞后瞬间整体C的速度;
(3)整体C运动到最高点时绳的拉力大小。
3.(19分)如图所示,一个质量为M的绝缘小车,静止在光滑的水平面上,在小车的光滑板面上放一质量为m、带电荷量为q的小物块(可以视为质点),小车的质量与物块的质量之比为M:m=7:1,物块距小车右端挡板距离为L,小车的车长为L0=1.5L,现沿平行车身的方向加一电场强度为E的水平向右的匀强电场,带电小物块由静止开始向右运动,而后与小车右端挡板相碰,若碰碰后小车速度的大小是滑块碰前速度大小的,设小物块其与小车相碰过程中所带的电荷量不变。求:
(1)第一次碰撞后物块的速度?
(2)求小物块从开始运动至第二次碰撞时小物块电势能的变化?
2.(19分)质量mA=3.0kg.长度L=0.70m.电量q=+4.0×10-5C的导体板A在足够大的绝缘水平面上,质量mB=1.0kg可视为质点的绝缘物块B在导体板A的左端,开始时A、B保持相对静止一起向右滑动,当它们的速度减小到=3.0m/s时,立即施加一个方向水平向左.场强大小E=1.0×105N/C的匀强电场,此时A的右端到竖直绝缘挡板的距离为S =2m,此后A、B始终处在匀强电场中,如图所示.假定A与挡板碰撞时间极短且无机械能损失,A与B之间(动摩擦因数=0.25)及A与地面之间(动摩擦因数=0.10)的最大静摩擦力均可认为等于其滑动摩擦力,g取10m/s2(不计空气的阻力)求:
(1)刚施加匀强电场时,物块B的加速度的大小?
(2)导体板A刚离开挡板时,A的速度大小?
(3)B能否离开A,若能,求B刚离开A时,B的速度大小;若不能,求B距A左端的最大距离。
1.(19分)如图所示,光滑水平面上有一质量M=4.0kg的带有圆弧轨道的平板车,车的上表面是一段长L=1.5m的粗糙水平轨道,水平轨道左侧连一半径R=0.25m 的光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O′点相切。现将一质量m=1.0kg的小物块(可视为质点)从平板车的右端以水平向左的初速度v0滑上平板车,小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5。小物块恰能到达圆弧轨道的最高点A。取g=10m/2,求:
(1)小物块滑上平板车的初速度v0的大小。
(2)小物块与车最终相对静止时,它距O′点的距离。
(3)若要使小物块最终能到达小车的最右端,则v0要增大到多大?
10.甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏.甲和他的冰车的总质量共为M=30kg,乙和他的冰车的总质量也是30kg.游戏时,甲推着一质量为m=15km的箱子,和他一起以大小为v0=2m/s的速度滑行.乙以同样大小的速度迎面滑来.为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子到乙处时乙迅速把它抓住.若不计冰面的摩擦力,求甲至少要以多大的速度(相对于地面)将箱子推出,才能避免和乙相碰.
9. 一辆列车总质量为M,在平直轨道上以v速度匀速行驶,突然后一节质量为m的车厢脱钩,假设列车所受的阻力与质量成正比,牵引力不变,当后一节车厢刚好静止时,前面列车的速度多大?
8. 如图所示,在光滑的水平面上放着一个上部为半圆形光滑槽的木块,开始时木块是静止的,把一个小球放到槽边从静止开始释放,关于两个物体的运动情况,下列说法正确的是( )
A.当小球到达最低点时,木块有最大速率
B.当小球的速率最大时,木块有最大速率
C.当小球再次上升到最高点时,木块的速率为最大
D.当小球再次上升到最高点时,木块的速率为零
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