研究物體的運(yùn)動時，常常用到光電計(jì)時器。如圖所示，當(dāng)有不透光的物體通過光電門時，光電計(jì)時器就可以顯示出物體的擋光時間。光滑水平導(dǎo)軌MN上放置兩個物塊A和B，左端擋板處有一彈射裝置P，右端N處與水平傳送帶平滑連接，將兩個寬度為d=3.6×10^-3 m的遮光條分別安裝在物塊A和B上，且高出物塊，并使遮光條在通過光電門時擋光。傳送帶水平部分的長度L=9.0m，沿逆時針方向以恒定速度v=6.0m／s勻速轉(zhuǎn)動。物塊B與傳送帶的動摩擦因數(shù)μ=0.20，物塊A的質(zhì)量（包括遮光條）為m_A=2.0 kg。開始時在A和B之間壓縮一輕彈簧，鎖定其處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)解除鎖定，彈開物塊A和B，迅速移去輕彈簧。兩物塊第一次通過光電門，物塊A通過計(jì)時器顯示的讀數(shù)t₁=9.0×10^-4 s，物塊B通過計(jì)時器顯示的讀數(shù)t₂=1.8×10^-3 s，重力加速度g取10m／s²，試求：
(1)彈簧儲存的彈性勢能E_p；
(2)物塊B在傳送帶上滑行的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能；
(3) 若物體B返回水平面MN后與被彈射裝置P彈回的A在水平面上相碰，碰撞中沒有機(jī)械能損失，則彈射裝置P必須對A做多少功才能讓B碰后從Q端滑出。

查看答案和解析>>

研究物體的運(yùn)動時，常常用到光電計(jì)時器。如圖所示，當(dāng)有不透光的物體通過光電門時，光電計(jì)時器就可以顯示出物體的擋光時間。光滑水平導(dǎo)軌MN上放置兩個物塊A和B，左端擋板處有一彈射裝置P，右端N處與水平傳送帶平滑連接，將兩個寬度為d=3.6×10^-3 m的遮光條分別安裝在物塊A和B上，且高出物塊，并使遮光條在通過光電門時擋光。傳送帶水平部分的長度L=9.0m，沿逆時針方向以恒定速度v=6.0m／s勻速轉(zhuǎn)動。物塊B與傳送帶的動摩擦因數(shù)，物塊A的質(zhì)量（包括遮光條）為m_A=2.0 kg。開始時在A和B之間壓縮一輕彈簧，鎖定其處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)解除鎖定，彈開物塊A和B，迅速移去輕彈簧。兩物塊第一次通過光電門，物塊A通過計(jì)時器顯示的讀數(shù)t₁=9.0×10^-4 s，物塊B通過計(jì)時器顯示的讀數(shù)t₂=1.8×10^-3 s，重力加速度g取10m／s²，試求：
(1)彈簧儲存的彈性勢能E_p；
(2)物塊B在傳送帶上滑行的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能；
(3)若物體B返回水平面MN后與被彈射裝置P彈回的A在水平面上相碰，碰撞中沒有機(jī)械能損失，則彈射裝置P必須對A做多少功才能讓B碰后從Q端滑出。

查看答案和解析>>

一．不定項(xiàng)選擇題

1.BCD  2.B  3.AC  4.BC  5.B  6.A

二．實(shí)驗(yàn)題

1．

設(shè)A物塊碰撞B物塊前后的速度分別為v₁和v₂，碰撞過程中動量守恒，

  代入數(shù)據(jù)得：             （4分）

2.①14.45－14.50（4分）， ②C（4分），③1.01－1.02 。（4分）

三．計(jì)算題

1、

解：（1）設(shè)A球與B球碰撞前瞬間的速度為v₀，

由動能定理得，                     ①……………………（2分）

解得：                         ② ………………………（2分）

碰撞過程中動量守恒              ③………………（2分）

   機(jī)械能無損失，有           ④……………（2分）

解得      負(fù)號表示方向向左  ………………（1分）

      方向向右  ……………………………（1分）            （2）要使m與M第二次迎面碰撞仍發(fā)生在原位置，則必有A球重新回到O處所用的時間t恰好等于B球的 ………………………………（1分）

    ⑥ …………………………………………………………………（1分）

（n=0 、1 、2 、3 ……）  ⑦ …………………………（2分）

由題意得：                  ⑧ …………………………（1分）

解得：  （n=0 、1 、2 、3 ……） ⑨ ……………（2分）

2．

解：子彈穿過A時，子彈與A動量守恒，

由動量守恒定律： ………………………  ①    3分

而由  得：v1=300m/s

得：   ………………………②

子彈穿過B時， 子彈與B動量守恒，

由動量守恒定律：    ………………………③   3分

又由  …………………④   2分

得：v2=100m/s

由③，④得：   ………………………⑤

子彈穿過B以后，彈簧開始被壓縮，A、B和彈簧所組成的系統(tǒng)動量守恒

由動量守恒定律：   ………………………⑥   3分

由能量關(guān)系：   ……………………⑦  3分

由② ⑤ ⑥ ⑦得：  ………………………⑧    2分

3.

解(1) 與第一次碰撞前，A、B之間的壓力等于A的重力，即…………1分

 A對B的摩擦力…………………………………………1分

而B與地面間的壓力等于A、B重力之和，即…………1分

        地面對B的最大靜摩擦力 ……………………………….1分

                  故與第一次碰撞前，B不運(yùn)動………………………2分

（2）設(shè)A第一次碰前速度為v，碰后B的速度為v₂

     則由動能定理有………………………………………………………………..1分

……………………………………..2分

     碰撞過程中動量守恒…………………………………………………………..1分

有        ………………………………………………..2分

解得………………………………………………….2分

（3）當(dāng)停止運(yùn)動時， 繼續(xù)向右滑行（）后停止，設(shè)B停止時，的速度為，則由動能定理……………………………………………………………………1分

得……………………………………………………..2分

解得…………………………………………………………………..1分

4．

答案：（1）整個過程中系統(tǒng)克服摩擦力做的總功為

W_f＝µmgl（1＋2＋3＋…＋n）＝…………………………..2分

整個過程中因碰撞而損失的總動能為

……………………………..1分

（2）設(shè)第i次（i≤n－1）碰撞前瞬間，前i個木塊粘合在一起的速度為v_i，

動能為  

與第i＋１個（i≤n－1）木塊碰撞粘合在一起后瞬間的速度為v_i＇，

由動量守恒定律   ………………………………………….2分

則

第i次（i≤n－1）碰撞中損失的動能為

…….2分

則第i次（i≤n－1）碰撞中損失的動能與碰撞前動能之比為

               （i≤n－1）………………………………………………………1分

（3）n＝４時，共發(fā)生了i＝3次碰撞．

第1次碰前瞬間的速度為，碰撞中動量守恒：

第1次碰后瞬間的速度為……………………….3分

第2次碰前瞬間的速度為

碰撞中動量守恒：

第2次碰后瞬間的速度為……………………….3分

第3次碰前瞬間的速度為

碰撞中動量守恒：

第3次碰后瞬間的速度為………………………...3分

最后滑行到桌邊，速度恰好為零，則……………………….1分

即

整理后得，代入數(shù)據(jù)解得………………………….1分

5.

6．

解：（1）在彈簧彈開的過程中系統(tǒng)動量守恒，假設(shè)A運(yùn)動的方向?yàn)檎�方向，則

                 Mv₁-mv₂=0                      2分

設(shè)從彈開到相遇所需時間為t，則有：

             v₁t+v₂t=2πR                       2分

聯(lián)立以上兩式得：                    2分

所以A球轉(zhuǎn)過的角度為θ=120°                                 2分

（2）以A、B及彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象，在彈簧張開的過程中，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則有                                       2分

             Mv₁-mv₂=0                       2分

解得：                      v₁=2m/s，v₂=4m/s                 2分

所以，小球B在運(yùn)動過程中受到光滑軌道的側(cè)壓力是其所需向心力，即：

                         2分

7．

解：（1）A與B第一次碰撞前，A對B的摩擦力為

                             2分

地面對B的最大靜摩擦力為

                          2分

        故A與B第一次碰撞前，B不運(yùn)動          2分

（2）設(shè)A第一次碰前速度為v，碰后B的速度為v₂，則由動能定理有

                     2分

碰撞過程中動量守恒有

                     2分

解得                   2分

8．

(1)設(shè)A與B碰撞前A的速度為 V₁ ，碰撞過程動量守恒，有：

mv₁=(M+m)v  (2分)  代入數(shù)據(jù)解得：v₁=3m/s ( 2分)

（2）對A，從開始運(yùn)動至碰撞B之前，根據(jù)動能定理，有：（2分） 代入數(shù)據(jù)解得：

9．

（1）設(shè)物體從A滑落至B時速率為

             (2分)                      

              (1分)                      

        物體與小球相互作用過程中，系統(tǒng)動量守恒，設(shè)共同速度為

             (2分)                      

             (1分 )                    

   （2）設(shè)二者之間的摩擦力為

        (2分)        

        (2分)       

        得   (1分)                      

  （3）設(shè)物體從EF滑下后與車達(dá)到相對靜止，共同速度為v₂相對車滑性的距離為S₁，

       車停后物體做勻減速運(yùn)動，相對車滑行距離為S₁

              (1分)                      

      (1分)                

      (2分)                      

      聯(lián)立解得          (1分)