【題目】能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律是自然界最普遍、最基本的規(guī)律，它為我們解決許多實(shí)際問(wèn)題提供了依據(jù)。如圖所示，在光滑的水平面上，靜止放置質(zhì)量為2m的滑塊B，其左側(cè)面固定一輕質(zhì)彈簧，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的滑塊A，以初速v0正對(duì)B向右運(yùn)動(dòng)，在此后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，AB始終在同一直線(xiàn)上運(yùn)動(dòng)。

（1）求：彈簧壓縮量最大時(shí)B的速率v；

（2）求：滑塊B的最大速率vB；

（3）若在滑塊B的右側(cè)某處固定一彈性擋板C，擋板的位置不同，B與C相碰時(shí)的速度不同。已知B滑塊與C碰撞時(shí)間極短，B與C碰后速度立刻等大反向，B與C碰撞的過(guò)程中，可認(rèn)為A的速度保持不變。B與擋板相碰后立即撤去擋板C。此后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，AB系統(tǒng)的彈性勢(shì)能的最大值為EPm，擋板位置不同，EPm的數(shù)值不同，求EPm的最小值。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）AB速度相同時(shí)，彈性勢(shì)能最大，由動(dòng)量守恒：

解得

（2）彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，B的速度最大，由動(dòng)量守恒：

由能量關(guān)系：

解得

（3）B與擋板碰撞的過(guò)程中，當(dāng)AB共速時(shí)彈性勢(shì)能最大，整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能守恒：

當(dāng)v共＇最大時(shí)，Epm最��；設(shè)BC碰前瞬間，AB的速度分別為vA＇vB＇動(dòng)量守恒：

BC碰后至AB再次共速的過(guò)程，對(duì)系統(tǒng)：

當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)，A的速度向左最大，B的速度向右最大，且B的動(dòng)量： 此時(shí)B與擋板碰撞后，AB速度均向左，總動(dòng)量向左最大；

由（2）可知：

再由：

可得，

則

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)的光滑固定軌道由四分之一圓弧AB和二分之一圓弧BC組成，兩者在最低點(diǎn)B處平滑連接. 過(guò)BC圓弧的圓心O有厚度不計(jì)的水平擋板和豎直擋板各一塊，擋板與圓弧軌道之間有寬度很小的縫隙. AB弧的半徑為2R，BC弧的半徑為R. 一個(gè)直徑略小于縫寬，質(zhì)量為m的小球在A點(diǎn)正上方R處由靜止開(kāi)始自由下落，經(jīng)A點(diǎn)沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)，不考慮小球撞到擋板以后反彈，重力加速度為g.求：

　

(1) 小球自由下落到A點(diǎn)時(shí)的速度大��；

(2) 小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)它的彈力大��；

(3) 小球距A點(diǎn)h處自由落下進(jìn)入軌道，經(jīng)C點(diǎn)拋出，在水平擋板上的落點(diǎn)到O點(diǎn)的距離x隨h變化的關(guān)系式，并在圖中畫(huà)出x2-h圖象．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源，可以使用的頻率有220Hz、30 Hz和40 Hz，打出紙帶的一部分如圖（b）所示。

該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有記錄交流電的頻率f，需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其他條件進(jìn)行推算。

（1）若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖（b）中給出的物理量可以寫(xiě)出：在打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為________，重物下落的加速度的大小為________.

（2）已測(cè)得=8.89cm，=9.5.cm，=10.10cm；當(dāng)重力加速度大小為9.80m/，實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%。由此推算出f為________ Hz。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖甲所示是工業(yè)上探測(cè)物件表面層內(nèi)部是否存在缺陷的渦流探傷技術(shù)的原理圖。其原理是用通電線(xiàn)圈使物件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，借助探測(cè)線(xiàn)圈測(cè)定渦電流的改變，從而獲得物件內(nèi)部是否斷裂及位置的信息。如圖乙所示的是一個(gè)帶鐵芯的線(xiàn)圈L、開(kāi)關(guān)S和電源用導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)的跳環(huán)實(shí)驗(yàn)裝置，將一個(gè)套環(huán)置于線(xiàn)圈L上且使鐵芯穿過(guò)其中，閉合開(kāi)關(guān)S的瞬間，套環(huán)將立刻跳起。對(duì)以上兩個(gè)實(shí)例的理解正確的是

A. 渦流探傷技術(shù)運(yùn)用了電流的熱效應(yīng)，跳環(huán)實(shí)驗(yàn)演示了自感現(xiàn)象

B. 能被探測(cè)的物件和實(shí)驗(yàn)所用的套環(huán)必須是導(dǎo)電材料

C. 以上兩個(gè)實(shí)例中的線(xiàn)圈所連接的電源都必須是交流電源

D. 以上兩個(gè)實(shí)例中的線(xiàn)圈所連接的電源也可以都是穩(wěn)恒電源

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一豎直足夠長(zhǎng)的 固定絕緣桿MN，小球P套在桿上，已知P的質(zhì)量為m，電量為+q，電場(chǎng)強(qiáng)度為E、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，P與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。小球由靜止開(kāi)始下滑直到穩(wěn)定的過(guò)程中：（ ）

A．小球的加速度先增大后減小

B．小球的機(jī)械能和電勢(shì)能的總和保持不變

C．下滑加速度為最大加速度一半時(shí)的速度可能是

D．下滑加速度為最大加速度一半時(shí)的速度可能是

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙兩輛汽車(chē)在平直的高速公路上以相同的速度v0=30m/s一前一后同向勻速行駛。甲車(chē)在前且安裝有ABS制動(dòng)系統(tǒng)，乙車(chē)在后且沒(méi)有安裝ABS制動(dòng)系統(tǒng)。正常行駛時(shí)，兩車(chē)間距為100m。某時(shí)刻因前方突發(fā)狀況，兩車(chē)同時(shí)剎車(chē)，以此時(shí)刻為零時(shí)刻，其速度——時(shí)間圖象如圖所示，則( )

A. 兩車(chē)剎車(chē)過(guò)程中的平均速度均為15m/s

B. 甲車(chē)的剎車(chē)距離大于乙車(chē)的剎車(chē)距離x

C. t=1s時(shí)，兩車(chē)相距最遠(yuǎn)

D. 甲、乙兩車(chē)不會(huì)追尾

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在一光滑絕緣水平面上的圓形區(qū)域內(nèi)存在方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，一質(zhì)子源位于磁場(chǎng)邊界上的A點(diǎn)，該質(zhì)子源可沿水平面向磁場(chǎng)內(nèi)的各個(gè)方向發(fā)射質(zhì)子。當(dāng)質(zhì)子的速率為v1時(shí)，磁場(chǎng)邊界上有質(zhì)子射出的圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為α,當(dāng)質(zhì)子的速率為v2時(shí)，磁場(chǎng)邊界上有質(zhì)子射出的圓弧所對(duì)應(yīng)的圓心角為β。已知α=2β,不計(jì)質(zhì)子間的相互作用，下列說(shuō)法正確的是( )

A. v1:v2=2:1

B. α越小，v1 與v2的比值越大

C. 若α=120°，則v1:v2=：1

D. 若α=60°，則速度大小為v1的質(zhì)子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與磁場(chǎng)邊界圓的半徑相等

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】將一均勻?qū)Ь�(xiàn)圍成一圓心角為90°的扇形導(dǎo)線(xiàn)框OMN，其中OM＝ON＝R，圓弧MN的圓心為O點(diǎn)，將導(dǎo)線(xiàn)框的O點(diǎn)置于如圖所示的直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)，其中第二和第四象限存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，第三象限存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B.從t＝0時(shí)刻開(kāi)始讓導(dǎo)線(xiàn)框以O點(diǎn)為圓心，以恒定的角速度ω沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，假定沿ONM方向的電流為正，則線(xiàn)框中的電流i隨時(shí)間t的變化規(guī)律描繪正確的是

A. B. C. D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某學(xué)習(xí)小組用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“動(dòng)能定理”。他們?cè)跉鈮|導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線(xiàn)繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放。

（1）某同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d= mm。

（2）下列實(shí)驗(yàn)要求中不必要的一項(xiàng)是 （請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母）。

A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B．應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些

C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)至水平

D．應(yīng)使細(xì)線(xiàn)與氣墊導(dǎo)軌平行

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)保持滑塊的質(zhì)量M和A、B間的距離L不變，改變鉤碼質(zhì)量m，測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，通過(guò)描點(diǎn)作出線(xiàn)性圖象，研究滑塊動(dòng)能變化與合外力對(duì)它所做功的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出的圖象是 （請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母）。

A．作出“圖象”

B．作出“圖象”

C．作出“圖象”

D．作出“圖象”

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案