(2008?北京)有兩個完全相同的小滑塊A和B,A沿光滑水平面以速度v0與靜止在平面邊緣O點的B發(fā)生正碰,碰撞中無機械能損失.碰后B運動的軌跡為OD曲線,如圖所示.
(1)已知滑塊質(zhì)量為m,碰撞時間為△t,求碰撞過程中A對B平均沖力的大。
(2)為了研究物體從光滑拋物線軌道頂端無初速下滑的運動,特制做一個與B平拋軌道完全相同的光滑軌道,并將該軌道固定在與OD曲線重合的位置,讓A沿該軌道無初速下滑(經(jīng)分析,A下滑過程中不會脫離軌道).
a.分析A沿軌道下滑到任意一點的動量pA與B平拋經(jīng)過該點的動量pB的大小關(guān)系;
b.在OD曲線上有一M點,O和M兩點連線與豎直方向的夾角為45°.求A通過M點時的水平分速度和豎直分速度.
分析:(1)AB滑塊在碰撞的過程中動量守恒,根據(jù)動量守恒可以求得碰后B的速度的大小,在由動量定理可以求得AB之間的相互的作用力的大。
(2)a、A滑塊在運動的過程中,只有重力做功,它的機械能守恒,而B做的是平拋運動,B有一個水平方向的初速度,所以在任意的一個位置,B的合速度都要比A的速度大,由此可以分析它們的動量的關(guān)系;
b、M點在平拋運動的軌跡上,所以M點水平的位移和豎直方向上的位移滿足平拋運動的規(guī)律,再根據(jù)B滑塊做的是平拋運動,可以求得在M點的水平速度和豎直速度之間的關(guān)系.
解答:解:(1)滑動A與B正碰,滿足
mvA-mVB=mv0
1
2
mvA2+
1
2
mvB2=
1
2
mv0                 ②
由①②,解得vA=0,vB=v0,
根據(jù)動量定理,滑塊B滿足 F?△t=mv0
解得 F=
mv0
△t

所以碰撞過程中A對B平均沖力的大小為
mv0
△t

(2)a.設(shè)任意點到O點豎直高度差為d.
A、B由O點分別運動至該點過程中,只有重力做功,所以機械能守恒.
選該任意點為勢能零點,有
EA=mgd,EB=mgd+
1
2
mv02
由于p=
2mEK

PA
PB
=
EKA
EKB
=
2gd
V
2
0
+2gd
<1,
即   PA<PB
所以A下滑到任意一點的動量總和是小于B平拋經(jīng)過該點的動量.
b.以O(shè)為原點,建立直角坐標(biāo)系xOy,x軸正方向水平向右,y軸正方向豎直向下,則對B有
x=v0t,
y=
1
2
gt2
B的軌跡方程 y=
g
2
v
2
0
x2,
在M點x=y,所以  y=
2
v
2
0
g
         ③
因為A、B的運動軌跡均為OD曲線,故在任意一點,兩者速度方向相同.
設(shè)B水平和豎直分速度大小分別為vBx和vBy,速率為vB;
A水平和豎直分速度大小分別為vAx和vAy,速率為vA,則
VAX
VA
=
VBX
VB
VAy
VA
=
VBy
VB
    ④
B做平拋運動,故vBx=v0,vBy=
2gy
,vB=
v
2
0
+2gy
  ⑤
對A由機械能守恒得vA=
2gy
,⑥
由④⑤⑥得vAx=
V0
2gy
V
2
0
+2gy
,vAy=
2gy
V
2
0
+2gy

將③代入得 vAx=
2
5
5
v0 ,vAy=
4
5
5
v0
所以A通過M點時的水平分速度為
2
5
5
v0 ,豎直分速度的大小為
4
5
5
v0
點評:本題的第二問比較新穎,A沿著平拋軌跡的軌道運動,B做的是平拋運動,它們的運動的軌跡相同,但是在每個地方的速度的情況并不相同,主要的區(qū)別就在于B有一個水平的初速度;
在計算M點的水平和豎直速度的大小的時候,充分的利用了B做平拋運動的規(guī)律,本題是考查平拋運動規(guī)律的一道好題.
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(2008?北京)有一些問題你可能不會求解,但是你仍有可能對這些問題的解是否合理進行分析和判斷.例如從解的物理量單位,解隨某些已知量變化的趨勢,解在一種特殊條件下的結(jié)果等方面進行分析,并與預(yù)期結(jié)果,實驗結(jié)論等進行比較,從而判斷解的合理性或正確性.
舉例如下:如圖所示.質(zhì)量為M,傾角為θ的滑塊A放于水平地面上,把質(zhì)量為m的滑塊B放在A的斜面上.忽略一切摩擦,有人求得B相對地面的加速度a=
M+m
M+msin2θ
gsinθ
,式中g(shù)為重力加速度.
對于上述解,某同學(xué)首先分析了等號右側(cè)量的單位,沒發(fā)現(xiàn)問題.他進一步利用特殊條件對該解做了如下四項分析和判斷,所得結(jié)論都是“解可能是對的”.但是,其中有一項是錯誤的.請你指出該項.( 。

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(2008?北京)在介質(zhì)中有一沿水平方向傳播的簡諧橫波.一質(zhì)點由平衡位置豎直向上運動,經(jīng)0.1s第一次到達最大位移處,在這段時間內(nèi)波傳播了0.5m,則這列波( 。

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(2008?北京)(1)用示波器觀察某交流信號時,在顯示屏上顯示出一個完整的波形,如圖.經(jīng)下列四組操作之一,使該信號顯示出兩個完整的波形,且波形幅度增大.此組操作是
C
C
.(填選項前的字母)
A.調(diào)整X增益旋鈕和豎直位移旋鈕
B.調(diào)整X增益旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕
C.調(diào)整掃描微調(diào)旋鈕和Y增益旋鈕
D.調(diào)整水平位移旋鈕和Y增益旋鈕
(2)某同學(xué)和你一起探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系,并測彈簧的勁度系數(shù)k.做法是先將待測彈簧的一端固定在鐵架臺上,然后將最小刻度是毫米的刻度尺豎直放在彈簧一側(cè),并使彈簧另一端的指針恰好落在刻度尺上.當(dāng)彈簧自然下垂時,指針指示的刻度數(shù)值記作L0,彈簧下端掛一個50g的砝碼時,指針指示的刻度數(shù)值記作L1;彈簧下端掛兩個50g的砝碼時,指針指示的刻度數(shù)值記作L2;…;掛七個50g的砝碼時,指針指示的刻度數(shù)值記作L2
①下表記錄的是該同學(xué)已測出的6個值,其中有兩個數(shù)值在記錄時有誤,它們的代表符號分別是
L5
L5
L6
L6

測量記錄表:
代表符號 L0 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7
刻度數(shù)值/cm 1.70 3.40 5.10 8.60 10.3 12.1
②實驗中,L3和L2兩個值還沒有測定,請你根據(jù)上圖將這兩個測量值填入記錄表中.
③為充分利用測量數(shù)據(jù),該同學(xué)將所測得的數(shù)值按如下方法逐一求差,分別計算出了三個差值:d1=L1-Ln=6.90 cm,d2=L3-L1=6.90 cm,d3=L3-L2=7.00 cm.
請你給出第四個差值:dA=
14.05cm-6.85cm
14.05cm-6.85cm
=
7.20
7.20
cm.
④根據(jù)以上差值,可以求出每增加50g砝碼的彈簧平均伸長量△L.△L用d1、d2、d3、d4表示的式子為:△L=
(d1+d2+d3+d4)
4×4
(d1+d2+d3+d4)
4×4
,代入數(shù)據(jù)解得△L=
1.75
1.75
cm.
⑤計算彈簧的勁度系數(shù)k=
28
28
N/m.(g取9.8m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

2008年北京奧運會的開幕式上,用焰火打出奧運五環(huán)圖案、2008等中英文字樣,這其中的關(guān)鍵技術(shù)就是焰火的空間定向、定位與藝術(shù)造型技術(shù).假設(shè)有一質(zhì)量5kg的焰火彈,要豎直發(fā)射到距炮筒出口150m的最高點時恰好點火,焰火彈在上升過程中受到的空氣阻力恒為自身重力的0.20倍.(g取10m/s2)請問:
(1)設(shè)計師設(shè)計的焰火彈離開炮筒時的速度為多大?
(2)從離開炮筒口到最高點點火,其控制時間應(yīng)設(shè)定為多長?

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