【題目】如圖所示,一條不可伸長的輕繩長為R,一端懸于天花板上的O點,另一端系一質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點),F(xiàn)有一個高為h,質(zhì)量為M的平板車P,在其左端放有一個質(zhì)量也為m的小物塊Q(可視為質(zhì)點),小物塊Q正好處在懸點O的正下方,系統(tǒng)靜止在光滑水平面地面上。今將小球拉至懸線與豎直方向成60角,由靜止釋放,小球到達最低點時剛好與Q發(fā)生正碰,碰撞時間極短,且無能量損失。已知Q離開平板車時的速度大小是平板車速度的兩倍,QP之間的動摩擦因數(shù)為μ,M:m=4:1,重力加速度為g,求:

(1)小物塊Q離開平板車時速度為多大;

(2)平板車P的長度為多少;

【答案】(1) (2)

【解析】(1)設(shè)小球即將與物塊Q碰撞前的速度為v0,小球由初始位置擺動到最低點的過程中,由機械能守恒定律可得:mgR(1-cos60°)=mv02

解得:v0

設(shè)碰撞后小球速度為v1,物塊Q速度為v2,由于小球與物塊Q是彈性碰撞,所以碰撞過程滿足機械能守恒和動量守恒,取向右為正方向,則得:

mv0=mv1+mv2
兩式聯(lián)立可得:v1=0,v2v0
即:速度交換,小球速度變?yōu)榱悖?/span>Q獲得速度v0
設(shè)Q離開平板車時的速度大小為v,則平板車速度為v,物塊Q在小車上滑行的過程中,由動量守恒定律可得:mv2mv+M×v
M:m=4:1
可得:v

(2)設(shè)平板車的長度為L,由題意可得物塊Q在小車上滑行時,一部分動能轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的內(nèi)能,所以有:

可得:L

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在練習(xí)使用多用電表的實驗中:

(1)某同學(xué)連接的電路如圖所示。

①若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān),使其尖端對準(zhǔn)直流電流擋,此時測得的是通過__________的電流;

②若斷開電路中的電鍵,旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān)使其尖端對準(zhǔn)歐姆擋,此時測得的是_________的阻值;

③若旋轉(zhuǎn)選擇開關(guān),使其尖端對準(zhǔn)直流電壓擋,閉合電鍵,并將滑動變阻器的滑片移至最左端,此時測得的是__________兩端的電壓。

(2)(多選) 使用多用電表的歐姆擋測量電阻,下列說法正確的是____________.

A.雙手捏住兩表筆金屬桿,測量值將偏小

B.測量時發(fā)現(xiàn)指針偏離中央刻度過大,則必須減小倍率,重新調(diào)零后再進行測量

C.選擇“×10”倍率測量時發(fā)現(xiàn)指針位于2030正中間,則測量值小于25Ω

D.歐姆表內(nèi)的電池使用時間太長,電源電動勢減小,雖能完成調(diào)零,但測量值將略偏大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】運載火箭是人類進行太空探索的重要工具,一般采用多級發(fā)射的設(shè)計結(jié)構(gòu)來提高其運載能力。某興趣小組制作了兩種火箭模型來探究多級結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性,模型甲內(nèi)部裝有m=100 g的壓縮氣體,總質(zhì)量為M=l kg,點火后全部壓縮氣體以vo =570 m/s的速度從底部噴口在極短的時間內(nèi)豎直向下噴出;模型乙分為兩級,每級內(nèi)部各裝有 的壓縮氣體,每級總質(zhì)量均為,點火后模型后部第一級內(nèi)的全部壓縮氣體以速度vo從底部噴口在極短時間內(nèi)豎直向下噴出,噴出后經(jīng)過2s時第一級脫離,同時第二級內(nèi)全部壓縮氣體仍以速度vo從第二級底部在極短時間內(nèi)豎直向下噴出。噴氣過程中的重力和整個過程中的空氣阻力忽略不計,g10 ms2,求兩種模型上升的最大高度之差。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】近來,無線充電成為應(yīng)用于我們?nèi)粘I钪械囊豁椥驴萍,其中利用電磁感?yīng)原理來實現(xiàn)無線充電是比較成熟的一種方式,電動汽車無線充電方式的基本原理如圖所示:路面下依次鋪設(shè)圓形線圈,相鄰兩個線圈由供電裝置通以反向電流,車身底部固定感應(yīng)線圈,通過充電裝置與蓄電池相連,汽車在此路面上行駛時,就可以進行充電。在汽車勻速行駛的過程中,下列說法正確的是

A. 感應(yīng)線圈中電流的磁場方向一定與路面線圈中電流的磁場方向相反

B. 感應(yīng)線圈中產(chǎn)生的是方向改變、大小不變的電流

C. 感應(yīng)線圈一定受到路面線圈磁場的安培力,會阻礙汽車運動

D. 給路面下的線圈通以同向電流,不會影響充電效果

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】波速均為v=2m/s的甲乙兩列簡諧橫波,甲沿x軸負(fù)方向傳播,乙沿x軸正方向傳播,某時刻波的圖象分別如圖甲、乙所示,其中P、Q處的質(zhì)點均處于波峰,關(guān)于這兩列波,下列說法正確的是

A.甲波中的M處質(zhì)點比P處質(zhì)點先回到平衡位置

B.從圖示的時刻開始,P處質(zhì)點與Q處質(zhì)點同時回到平衡位置

C從圖示的時刻開始,經(jīng)過1.0s,P質(zhì)點沿x軸負(fù)方向通過的位移為2m

D.從圖示的時刻開始,經(jīng)過1.0s,M質(zhì)點沿通過的路程為20cm

E.如果這兩列波相遇不可能形成穩(wěn)定的干涉圖樣

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】電容為的平行板電容器兩板之間距離為,接在電壓為的電源上.今有一質(zhì)量為,帶電量為的微粒,以速度沿水平方向勻速直線穿過(不計微粒的重力),如圖所示若把兩板間距離減到一半,還要使粒子仍以速度勻速直線穿過則必須在兩板間( )

A. 加一個,方向向里的勻強磁場

B. 加一個,方向向外的勻強磁場

C. 加一個,方向向里的勻強磁場

D. 加一個,方向向外的勻強磁場

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,速度為、電荷量為的正離子恰能沿直線飛出離子速度選擇器,選擇器中磁感應(yīng)強度為,電場強度為,則(

A. 若改為電荷量的離子,將往上偏(其它條件不變)

B. 若速度變?yōu)?/span>將往下偏(其它條件不變)

C. 若改為電荷量的離子,將往上偏(其它條件不變)

D. 若速度變?yōu)?/span>將往下偏(其它條件不變)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一小水電站,輸出的電功率為P0=20kW,輸出電壓U0=400V,經(jīng)理想升壓變壓器T1變?yōu)?/span>2000V電壓遠(yuǎn)距離輸送,輸電線總電阻為r=10Ω,最后經(jīng)理想降壓變壓器T2降為220V向用戶供電.下列說法正確的是(  )

A. 變壓器T1的匝數(shù)比n1n2=15

B. 輸電線上的電流為50A

C. 輸電線上損失的電功率為25kW

D. 變壓器T2的匝數(shù)比n3n4=9511

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在水平面內(nèi)直角坐標(biāo)系xOy中有一光滑金屬導(dǎo)軌AOC,其中曲線導(dǎo)軌OA滿足方程yLsin kx,長度為的直導(dǎo)軌OCx軸重合,整個導(dǎo)軌處于垂直紙面向外的勻強磁場中.現(xiàn)有一長為L金屬棒從圖示位置開始沿x軸正方向以速度v做勻速直線運動,已知金屬棒單位長度的電阻為R0,除金屬棒的電阻外其余部分電阻均不計,棒與兩導(dǎo)軌始終接觸良好,則在金屬棒運動至AC的過程中( )

A. 感應(yīng)電動勢的瞬時值為eBvLsin kvt B. 感應(yīng)電流逐漸減小

C. 閉合回路消耗的電功率逐漸增大 D. 通過金屬棒的電荷量為

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