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如图,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处.质量也为m的小球a...

如图,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处.质量也为m的小球a,从距BC高h的A处由静止释放,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正碰并与b粘在一起.已知BC轨道距地面的高度为0.5h,悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg.试问:
(1)a与b球碰前瞬间的速度多大?
(2)a、b两球碰后,细绳是否会断裂?若细绳断裂,小球在DE水平面上的落点距C的水平距离是多少?若细绳不断裂,小球最高将摆多高?

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小球a由A点运动到C点的过程中,只有重力做功,机械能守恒,求出与b球碰撞前的速度vc,ab两球碰撞过程中,动量守恒,可求出碰后ab两球的共同速度,由圆周运动的知识可求出,ab两球以这么大的速度作圆周运动时绳子需要提供的力的大小,与绳子的承受能力比较,判断出绳子会断裂,ab两球一起做平抛运动,再由平抛运动的知识求出水平距离. 【解析】 (1)、设a球经C点时速度为vc,则由机械能守恒得:                                   解得 即a与b球碰前的速度为 (2)、设b球碰后的共同速度为v,由动量守恒得: mvc=(m+m)v                                故                             小球被细绳悬挂绕O摆动时,若细绳拉力为T,则                                 解得T=3mg                                    T>2.8mg,细绳会断裂,小球做平抛运动.     设平抛的时间为t,则                                      故落点距C的水平距离为                 小球最终落到地面距C水平距离处. 答:(1)a与b球碰前瞬间的速度为. (2)a、b两球碰后,细绳会断裂,小球在DE水平面上的落点距C的水平距离是.
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考点分析:
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某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
小灯泡L,规格“4.0v.0.7A”;
电流表A1,量程3A,内阻约为0.1Ω;
电流表A2,量程0.6A,内阻r2=0.2Ω;
电压表V,量程3V,内阻rV=9kΩ;
标准电阻R1,阻值1Ω;
标准电阻R2,阻值3kΩ;
滑动变阻器R,阻值范围O~10Ω,;
学生电源E,电动势6V,内阻不计;
开关S及导线若干.
(1)甲同学设计了如图1所示的电路来进行测量,当通过L的电流为0.46A时,电压表的示数如图2所示,此时L的电阻为______Ω.
(2)乙同学又设计了如图3所示的电路来进行测量,电压表指针指在最大刻度时,加在L上的电压值是______V.
(3)学习小组认为要想更准确地描绘出L完整的伏安特性曲线,需要重新设计电路.请你在乙同学的基础上利用所供器材,在图4所示的虚线框内补画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号.
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某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验,实验装置如图所示,图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器.实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1,通过B的挡光时间为t2.为了证明小物体通过A、B时的机械能相等,还需要进行一些实验测量和列式证明.
①(单选)选出下列还需要的实验测量步骤______
A.用天平测出运动小物体的质量m
B.测出A、B两传感器之间的竖直距离h
C.测出小物体释放时离桌面的高度H
D.用秒表测出运动小物体通过A、B两传感器的时间△t
②若该同学用d和t的比值来反映小物体经过A、B光电门时的速度,并设想如果能满足______关系式,即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的.

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A.速率的变化量不同
B.机械能的变化量相同
C.重力势能的变化量相同
D.重力做功的平均功率相同
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A.在O、A、B三点中,B点电势最高
B.在O、A、B三点中,A点电势最高
C.OA间的电势差比BO间的电势差大
D.OA间的电势差比BA间的电势差小
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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