【題目】一電視節(jié)目中設計了這樣一個通關游戲:如圖所示,光滑水平面上,某人乘甲車向右勻速運動,在甲車與靜止的乙車發(fā)生彈性正碰前的瞬間,該人恰好抓住固定在他正上方某點的輕繩,當蕩起至最高點速度為零時,松開繩子后又落到乙車中,并和乙車一起繼續(xù)向前滑行。若人的質(zhì)量m=56kg,甲車質(zhì)量M1=10kg,乙車質(zhì)量M2=40kg,甲車初速度v0=6m/s,求:
(1)最終人和乙車的速度;
(2)人落入乙車的過程中對乙車所做的功。
【答案】(1)v共=1.0 m/s;(2)W= -95.2J
【解析】
把該題分成幾個過程,人在抓住繩子的過程中,對甲車的速度沒有影響,甲車將于乙車發(fā)生彈性碰撞,由機械能守恒和動量守恒可求得甲乙兩車碰撞后的速度,然后是人豎直的落到乙車上,人和乙車作用的過程中在水平方向上合外力為零,在水平方向上動量守恒,由動量守恒定律動量列式即可求得最終人和乙車的速度;
在人和乙車作用的過程中,人對乙車所做的功等于乙車的動能的變化,以乙車為研究對象,利用動能定理即可求得人落入乙車的過程中對乙車所做的功。
(1) 甲乙兩車碰撞,在水平方向上動量守恒,設碰撞后甲車的速度為v1,乙車的速度為v2,選向右的方向為正,則有:
M1v0=M1v1+M2v2…①
碰撞過程中機械能守恒,有:…②
人松開繩子后做自由落體運動,與乙車相互作用使得過程中,在水平方向上合外力為零,動量守恒,設人和乙車的最終速度為v共,選向右的方向為正,有:
M2v2=(M人+M2)v共
代入數(shù)據(jù)解得:v共=1.0m/s;
(2) 人落入乙車的過程中對乙車所做的功,根據(jù)動能定理可知,即為乙車的動能的變化量,有:
。
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【題目】如圖甲所示為“研究平拋運動”的實驗裝置圖,可通過描點畫出平拋小球的運動軌跡,再求出相應物理量。
(1)以下是實驗過程中的一些做法,其中正確的是________。
A.安裝斜槽軌道,應使其末端保持水平
B.每次小球釋放的初始位置可以不在同一位置處
C.入射小球沿斜槽下滑過程中,受到與斜槽的摩擦力會影響實驗
D.為描出小球的運動軌跡,描繪的點可以用折線連接
(2)如圖乙所示,A、B、C三點為小球做平拋運動時在方格紙進行描點作圖獲取的軌跡上的三點,圖中方格的邊長為L, 重力加速度為g,則小球平拋的初速度v0=_______。
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【題目】如圖所示,在光滑的水平地面上方,有兩個磁感應強度大小均為B,方向相反的水平勻強磁場,PQ為兩個磁場的邊界,磁場范圍足夠大。一個半徑為a,質(zhì)量為m,電阻為R的金屬圓環(huán)垂直磁場方向,從圓環(huán)與邊界線PQ相切時開始,在外力作用下以速度v向右勻速運動,到圓環(huán)運動到直徑剛好與邊界線PQ重合時,下列說法正確的是( )
A. 此時圓環(huán)中的電動勢大小為2Bav
B. 此時圓環(huán)中的電流方向為逆時針方向
C. 此過程中圓環(huán)中的電動勢均勻增大·
D. 此過程中通過環(huán)截面的電量為
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【題目】如圖所示,面積為1.0×10-2m2的正方形導線框處于磁感應強度為2.5×10-2T的勻強磁場中。當線框平面與磁場垂直時,穿過線框的磁通量為______Wb。在線框平面以ad邊為軸轉過90°的過程中,線圈中______感應電流產(chǎn)生(選填“有”或“無”)
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【題目】某興趣小組利用壓敏電阻(壓敏電阻的阻值R隨所受壓力的增大而減小)設計了判斷電梯運動狀態(tài)的裝置, 示意圖如圖甲所示.將壓敏電阻平放在電梯內(nèi),受壓面朝上,在上面放一物體A,電梯靜止時電壓表示數(shù)為U0,電梯在某次運動過程中,電壓表的示數(shù)變化情況如圖乙所示,下列判斷中正確的是( )
A. O-t1內(nèi)電梯可能勻加速上升
B. t1-t2內(nèi)電梯可能勻速上升
C. t1-t2內(nèi)電梯可能在減速上升
D. t2-t3內(nèi)電梯可能勻減速下降
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【題目】如圖甲,兩個等量同種電荷P、Q固定于光滑絕緣水平面上,電荷量q=+1×10-3C,質(zhì)量m=0.02kg的小球從a點靜止釋放,沿中垂線運動到電荷連線中點O過程中的v—t圖象如圖乙中圖線①所示,其中b點處為圖線切線斜率最大的位置,圖中②為過b點的切線,則下列說法正確的是
A. P、Q帶正電荷
B. b點的場強E=30 v/m
C. a、b兩點間的電勢差為90V
D. 小球從a到O的過程中電勢能先減少后增加
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【題目】某“太空粒子探測器”是由加速、偏轉和探測三部分裝置組成,其原理可簡化如下:如圖所示,沿半徑方向的加速電場區(qū)域邊界AB、CD為兩個同心半圓弧面,圓心為O1,外圓弧面AB電勢為φ1,內(nèi)圓弧面電勢為φ2;在O1點右側有一與直線CD相切于O1半徑為R的圓,圓心為O2,圓內(nèi)(及圓周上)存在垂直于紙面向外的勻強磁場;MN是一個足夠長的粒子探測版,與O1O2連線平行并位于其下方3R處;假設太空中漂浮著質(zhì)量為m,電荷量為q的帶正電粒子,它們能均勻地吸附到AB圓弧面上,并被加速電場從靜止開始加速到CD圓弧面上,再由O1點進入磁場偏轉,最后打到探測版MN(不計粒子間的相互作用和星球?qū)αW右Φ挠绊?/span>),其中沿O1O2連線方向入射的粒子經(jīng)磁場偏轉后恰好從圓心O2的正下方G點射出磁場;
(1)求粒子聚焦到O1點時速度的大小及圓形磁場的磁感應強度大小B0;
(2)從圖中P點(PO1與O1O2成300夾角)被加速的粒子打到探測版上Q點(圖中未畫出),求該粒子從O1點運動到探測板MN所需的時間;
(3)若每秒打在探測版上的離子數(shù)為N,打在板上的離子數(shù)60%被吸收,40%被反射,彈回速度大小為打板前速度大小的0.5倍,求探測板受到的作用力的大小.
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【題目】若多用電表的電阻擋有三個倍率,分別是1、10、100.用10擋測量某電阻Rx時,操作步驟正確,發(fā)現(xiàn)表頭指針偏轉角度過小,為了較準確地進行測量,則應:
(1)將選擇開關置于_______;
(2)將紅、黑表筆短接進行_________;
(3)將待測電阻Rx接在________________進行測量.若按照以上①②③步驟正確操作后,表盤的示數(shù)如圖所示,則該電阻的阻值是________Ω.
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【題目】如圖所示,邊長為L的等邊三角形閉合金屬線框abc處于勻強磁場中,磁場垂直線框平面向里,磁感應強度為B。當線框中通入順時針方向電流I時,下列說法正確的是
A. bc邊受到的安培力方向垂直于bc邊向上
B. ab邊受到的安培力大小為
C. ab邊與bc邊受到的安培力的合力大于ac邊受到的安培力
D. 整個線框所受的安培力的合力為零
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