16.(16分)如图质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连,弹簧的劲度系数为k,A、B都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩,不计滑轮的摩擦.开始时各段绳都处于伸直状态,A上方的一段绳沿竖直方向。重力加速度为g.
(1)求弹簧的压缩量;
(2)现用一恒力大小为F沿竖直方向向下拉挂钩,求物块B刚要离开地面时物块A的加速度α;
(3)在第(2)问中,若物块B刚要离开地面时,物块A的速度为v,求从开始施加拉力到物块B刚要离开地面过程中,弹簧弹力对物块A所做的功;
(4)若在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放,已知它恰好能使B离开地面但不继续上升,求此过程中弹簧弹力对物块A所做的功.(注意此问与第三问是彼此独立的,即此问已知量为m1,m2,m3,k,g)
说明:此题不要求使用弹性势能公式,如果用弹性势能公式求解,不能得分.
15.(14分)如下图所示,小车的刚性支架上固定一条刚性的轨道MN,轨道的左边是水平的,右边倾斜与水平面夹角为53º,两边通过一小段圆弧相连,小车、支架和轨道的总质量为2m,轨道M、N两点间的高度差为h.在轨道的最左边套一个质量为m的物块B,开始小车和物块一起以速度v0沿光滑的水平面向右匀速运动,当小车与墙壁碰撞后,小车立即以的速度弹回,物块B开始沿着轨道滑行,当物块从轨道的N点滑出时,小车的速度刚好为零.求:
(1)小车与墙壁碰撞时,墙壁对小车的冲量;
(2)物块B从N点滑出时的速度;
(3)物块滑动过程中,轨道对物块做的功;
(4)物块滑动过程中,系统减少的机械能.(cos53º=0.6)
14.(14分)如图所示,半径R=0.8m的光滑四分之一圆弧形轨道固定在光滑水平面上,轨道上方的A点有一个可视为质点的质量m=1kg的小物块.小物块由静止开始下落后打在圆弧轨道上的B点,但未反弹,在该瞬间碰撞过程中,小物块沿半径方向的分速度即刻减为0,而沿切线方向的分速度不变,此后小物块将沿着圆弧轨道滑下.已知A点与轨道的圆心O的连线长也为R,且AO连线与水平方向的夹角为30º,C点为圆弧轨道的末端,紧靠C点有一质量为M=3kg的长木板,木板的上表面与圆弧轨道末端的切线相平,小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.3(g=10m/s2).
(1)求小物块刚到达B点时的速度vB.
(2)求小物块沿圆弧轨道到达C点时对轨道的压力FC的大小.
(3)木板长度L至少为多大时小物块才不会滑出长木板?
13.(12分)图中滑块和小球的质量均为m,滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑行,小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连,轻绳长为L,开始时,轻绳处于水平拉直状态,小球和滑块均静止.现将小球由静止释放,当小球到达最低点时,滑块刚好被一表面涂有黏性物质的固定挡板黏住,在极短的时间内速度减为0,小球继续向左摆动.求:(1)从滑块与挡板接触到速度刚好变为0的过程中,挡板阻力对滑块的冲量;(2)小球从释放到第一次到达最低点的过程中,绳的拉力对小球做的功。
12.(8分)下图甲为测量电动机转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动.在圆形卡纸的旁边安装一个改造了的电火花计时器。
下面是该实验的实验步骤:
①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触;
②启动电动机,使圆形卡纸转动起来;
③接通电火花计时器的电源,使它工作起来;
④关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出角速度ω的表达式,代入数据,得出ω的测量值.
(1)要得到角速度ω的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是
A.停表 B.毫米刻度尺 C.圆规 D.量角器
(2)写出ω的表达式,并指出表达式中各个物理量的意义:
(3)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠,在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时,可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动.则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆,而是类似一种螺旋线,如图丙所示这对测量结果有影响吗? (填“有影响”或“没有影响”)
11.(6分)某同学将两块大小不同的木块用细线连接,两木块中间夹一根压缩了的轻弹簧,如下图所示,将这一系统置于光滑水平桌面上,烧断细线,观察物体的运动情况并进行必要测量,以验证物体间相互作用时动量守恒.
(1)该同学还需要的实验器材是 .
(2)本实验中需要直接测量的物理量是
(先用方案说明并用字母表示).
(3)用所得的数据验证动量守恒的关系式是 [用(2)中的字母表示].
10.如下图所示,一列简谐波沿一直线向左传播,当直线上某质点a向上运动到达最大位移时,a点右方相距0.15m的b点刚好向下运动到最大位移处,则这列波的波长可能是
A.0.6m B.0.3m C.0.2m D.0.1m
9.一质量为m的带电液滴以竖直向下的初速度v0进入某电场中.由于电场力和重力的作用,液滴沿竖直方向下落一段距离h后,速度为零.下列判断正确的是
A.电场力对液滴做的功为 B.液滴克服电场力做的功为
C.液滴的机械能减少mgh D.电场力对液滴的冲量大小为mv0
8.如下图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上.其正上方A位置有一只小球,小球从静止开始下落,在B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零.小球下降阶段下列说法中正确的是
A.在B位置小球动能最大
B.在C位置小球动能最大
C.从A到C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加
D.从A到D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加
7.如下图,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度va和vb沿水平方向抛出,经过时间ta和tb后落到与抛出点水平距离相等的P点.若不计空气阻力,下列关系式正确的是
A.ta>tb,va>tb B.ta<tb,va<vb
C.ta>tb,va<vb D.ta>tb,va=vb
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