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在一种新的“子母球”表演中,让同一竖直线上的小球A和小球B,从距水平地面高度为p...

在一种新的“子母球”表演中,让同一竖直线上的小球A和小球B,从距水平地面高度为php>1)和h的地方同时由静止释放,如图所示。球A的质量为m,球B的质量为3m。设所有碰撞都是弹性碰撞,重力加速度大小为g,忽略球的直径、空气阻力及碰撞时间。

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(1)求球B第一次落地时球A的速度大小;

(2)若球B在第一次上升过程中就能与球A相碰,求p的取值范围;

(3)在(2)情形下,要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置,求p应满足的条件。

 

(1)A球速率 (2)1<p<5   (3)1<p<3 【解析】(1)由于两球同时释放,所以球B第一次落地时A球下落的高度为h,设此时A球的速度大小为v0,由可得,。 (2)球B第一次落地并与地发生弹性碰撞后做竖直上抛运动。 若球B上升到最大高度h处时刚好与球A发生碰撞,设此时球A自由下落的时间tA,则=h,此时球A自由下落的高度。联立以上两式,可得hA=4h,则ph=hA+h=5h,所以p=5。 若球B在第一次上升过程中就能与球A相碰,则p的取值范围应为1<p<5。 (3)设球B第一次落地并与地发生弹性碰撞后又上升了时间t就与球A相碰,则球A、B在空中碰前的速度大小分别为有和,设它们碰后的速度分别为和,选竖直向上为正方向,两球发生弹性碰撞,根据动量守恒和能量守恒, , 联立解得,。 碰撞时,A球自由下落的高度,B球竖直上升的高度 则 联立解得,即要使球A第一次碰后能到达比其释放点更高的位置。 【考点定位】考查自由落体运动、竖直上抛运动、弹性碰撞等考点,意在考查考生的分析综合能力。
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考点分析:
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如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台以一定角速度ω匀速转动,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°。重力加速度大小为g

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(1)若ω=ω0,小物块受到的摩擦力恰好为零,求ω0

(2)ω=(1±kω0,且0<k <<1,求小物块受到的摩擦力大小和方向。

 

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小明在研究性学习中设计了一种可测量磁感应强度的实验,其装置如图所示。在该实验中,磁铁固定在水平放置的电子测力计上,此时电子测力计的计数为G1,磁铁两极之间的磁场可视为水平匀强磁场,其余区域磁场不计。直铜条AB的两端通过导线与一电阻连接成闭合回路,总阻值为R。若让铜条水平且垂直于磁场,以恒定的速率v在磁场中竖直向下运动,这时电子测力计的计数为G2,铜条在磁场中的长度L。

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(1)判断铜墙条所受安培力的方向,G1G2哪个大?

(2)求铜条匀速运动时所受安培力的大小和磁感应强度的大小。

 

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(1)我国舰载飞机在“辽宁舰”上成功着舰后,某课外活动小组以舰载飞机利用阻拦索着舰的力学问题很感兴趣。他们找来了木板、钢球、铁钉、橡皮条以及墨水,制作了如图(1)图所示的装置,准备定量研究钢球在橡皮条阻拦下前进的距离与被阻拦前速率的关系。要达到实验目的,需直接测量的物理量是钢球由静止释放时的           和在橡皮条阻拦下前进的距离,还必须增加的一种实验器材是         。忽略钢球所受的摩擦力和空气阻力,重力加速度已知,根据          定律(定理),可得到钢球被阻拦前的速率。

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(2)某同学对有故障的电热毯进行探究。题(2)图1是电热毯的电路示意图,其中电热线和导线通过金属接线片连接。题(2)图2为测试电路实物图,A、B为测试表笔,电压表内阻很大,可视为理想电表。

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①请在答题卡虚线框内画出与题(2)图2对应的电路图。

②断开K1,用上述测试电路在1和1′之间检测得知电热线无故障,然后测得电热线的U—I曲线如题(2)图3所示。已知电热线材料的电阻率为2.8×10-7Ω·m,电热线的直径为0.200mm。可求得此电热线的电阻为   kΩ,总长度为      m。(结果均保留两位有效数字)

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③为了进一步检查故障,该同学闭合开关K1和K2,用表笔A和B分别对题(2)图1中所示的各点进行测试,部分测试结果如下表所示。由此测试结果可判断出电路有断路,位置在      之间(在“1和2”、“1′和2′”、“2和3”、“2′和3′”中选填一项)。

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如图所示,虚线OLy轴的夹角为θ=60°,在此角范围内有垂直于xOy平面向外的匀强磁场,磁感应强度大小为B。一质量为m、电荷量为qq>0)的粒子从左侧平行于x轴射入磁场,入射点为M。粒子在磁场中运动的轨道半径为R。粒子离开磁场后的运动轨迹与x轴交于P点(图中未画出),且OP=R。不计重力。求M点到O点的距离和粒子在磁场中运动的时间。说明: 满分5 manfen5.com

 

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一电荷量为qq>0)、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下,在t=0时由静止开始运动,场强随时间变化的规律如图所示。不计重力,求在t=0到tT的时间间隔内

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(1)粒子位移的大小和方向;

(2)粒子沿初始电场反方向运动的时间。

 

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