18.(14分)质量 m=1.0kg的甲物体与竖直放置的轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地面上,如图所示。质量m=1.0kg的乙物体从甲物体正上方,距离甲物体h=0.40m处自由落下,撞在甲物体上在极短的时间内与甲物体粘在一起(不再分离)向下运动。它们到达最低点后又向上运动,上升的最高点比甲物体初始位置高H=0.10m。已知弹簧的劲度系数k=200N/m,且弹簧始终在弹性限度内,空气阻力可忽略不计,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)乙物体和甲物体碰撞过程中损失的动能;
(2)乙物体和甲物体碰撞后一起向下运动至最低点的过程中,乙物体和甲物体克服弹簧弹力所做的功。
17.(12分)如图所示,一质量M=4.0kg、长度L=2.0m的长方形木板B静止在光滑的水平地面上,在其右端放一质量m=1.0kg的小滑块A(可视为质点)。现对A、B同时施以适当的瞬时冲量,使A向左运动,B向右运动,二者的初速度大小均为2.0m/s,最后A并没有滑离B板。已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.50,取重力加速度g =10m/s2。求:
(1)经历多长时间A相对地面速度减为零;
(2)站在地面上观察,B板从开始运动,到A相对地面速度减为零的过程中,B板向右运动的距离;
(3)A和B相对运动过程中,小滑块A与板B左端的最小距离。
16.(12分)如图所示,AB是在竖直平面内的1/4圆周的光滑圆弧轨道,其半径为R,过圆弧轨道下端边缘B点的切线是水平的,B点距正下方水平地面上C点的距离为h。一质量为m的小滑块(可视为质点)自A点由静止开始下滑,并从B点水平飞出,最后落到水平地面上的D点。重力加速度为g,空气阻力可忽略不计,求:
(1)小滑块通过B点时的速度大小;
(2)小滑块滑到B点时轨道对其作用力的大小;
(3)小滑块落地点D到C点的距离。
15.(6分)某同学经查阅资料得知:弹簧弹性势能的表达式为EP=kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量。
为验证这个结论,他找来一根劲度系数未知的轻质弹簧和已知质量为m的物块,事先测出物块与水平面间的动摩擦因数μ的值。查,又查出当地重力加速度g的值。
(1)在测量实验所用弹簧的劲度系k时,若只能选用一个测量仪器,则可以选择 。
(2)在测出弹簧的劲度系数k和物块与水平面间的动摩擦因数μ的值之后,按照下图所示的方式进行仪器组装:弹簧左端固定在墙上,物块紧靠弹簧右端放置在水平面上,且与弹簧不拴接。
在弹簧处于原长的情况下,标记物块左侧边缘(即弹簧右端)的位置O;然后用水平力推物块,将弹簧压缩,标记弹簧压缩最短时物块左侧边缘的位置A;然后突然撤去推力,弹簧将物块推出,物块滑行一段距离后停下,标记此时物块左侧边缘的位置B。测得OA之间的距离为x1,OB之间的距离为x2。
在分析实验数据时,若算出 与 的值近似相等,便可视为成功验证了弹簧的弹性势能表达式。(用测得的物理量和已知物理量的符号表示)
14.(6分)利用下图实验可粗略测量人吹气产生的压强。两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度h,棉球质量m,开始时的静止位置与管口B的距离x,落地点C与管口B的水平距离l。然后多次改变x,测出对应的l,画出l2-x关系图线,如图所示,并由此得出相应的斜率k。
(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从B端飞出的速度v0=
(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值,不计棉球与管壁的摩擦,重力加速度g,大气压强p0均为已知,利用图14中拟合直线的斜率k可得,管内气体压强p= 。
(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,则(2)中得到的p与实际压强相比 (偏大或偏小)。
13.(6分)下图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置
(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持 不变,用钩码所受的重力作 为 ,用DIS测小车的加速度。
(2)改变所挂钩码的数量,多次重复测量。在某次实验中根据测得的多组数据可画出a-F关系图线(如图所示)。
①分析此图线的OA段可得出的实验结论是_________________________________。
②(单选题)此图线的AB段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是( )
(A)小车与轨道之间存在摩擦 (B)导轨保持了水平状态
(C)所挂钩码的总质量太大 (D)所用小车的质量太大
12.如图所示,在光滑的水平板的中央有一光滑的小孔,用不可伸长的轻绳穿过小孔,绳的两端分别挂上小球C和物体B,在B的下端再挂一重物A,现使小球C在水平板上以小孔为圆心做匀速圆周运动,稳定时圆周运动的半径为R,现剪断连接A、B的绳子,稳定后,小球以另一半径在水平面上做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A.小球运动半周,剪断连接A、B的绳子前受到的冲量大些
B.剪断连接A、B的绳子后,B、C的机械能增加
C.剪断连接A、B的绳子后,C的机械能不变
D.剪断连接A、B的绳子后,A、B、C的总机械能不变(A未落地前)
11.如图所示,光滑斜面上有一固定档板,质量为的物块被档板挡住且与斜面始终保持相对静止。下列说法正确的是 ( )
A.若斜面向上匀速运动距离,则斜面对物块做功为
B.若斜面向右匀速运动距离,则斜面对物体做功为
C.若斜面以加速度向左匀加速运动距离,则斜面对物体做功为
D.若斜面以加速度向下匀加速运动距离,则斜而对物体做功为
10.如图所示,在竖直平面有一个光滑的圆弧轨道MN,其下端(即N端)与表面粗糙的水平传送带左端相切,轨道N端与传送带左端的距离可忽略不计。当传送带不动时,将一质量为m的小物块(可视为质点)从光滑轨道上的P位置由静止释放,小物块以速度v1滑上传送带,从它到达传送带左端开始计时,经过时间t1,小物块落到水平地面的Q点;若传送带以恒定速率v2沿顺时针方向运行,仍将小物块从光滑轨道上的P位置由静止释放,同样从小物块到达传送带左端开始计时,经过时间t2,小物块落至水平地面。关于小物块上述的运动,下列说法中正确的是 ( )
A.当传送带运动时,小物块的落地点可能仍在Q点
B.当传送带运动时,小物块的落地点可能在Q点左侧
C.若v1>v2,则一定有t1>t2
D.若v1<v2,则一定有t1>t2
9.如图所示,在水平地面上有一倾角为θ的斜面体B处于静止状态,其斜面上放有与之保持相对静止的物体A。现对斜面体B施加向左的水平推力,使物体A和斜面体B一起向左做加速运动,加速度从零开始逐渐增加,直到A和B开始发生相对运动,关于这个运动过程中A所受斜面的支持力N,以及摩擦力f的大小变化情况,下列说法中正确的是( )
A.N增大,f持续增大 B.N不变,f不变
C.N减小,f先增大后减小 D.N增大,f先减小后增大
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