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如图所示,静止在光滑水平面上的平板车,质量为m3=2kg,右端固定一自然伸长状态...

如图所示,静止在光滑水平面上的平板车,质量为m3=2kg,右端固定一自然伸长状态的轻弹簧,弹簧所在位置的车表面光滑,车左端和弹簧左端之间距离为L=0.75m,这部分车表面粗植,质量为m2=1kg的小物块Q,静止在平板车的左端.一不可伸长的轻质细绳长为R=2.5m,一端固定于Q正上方距Q为R处,另一端系一质量为m1=O.5kg的小球,将小球拉至悬线与竖直方向成60°角位置,由静止释放,小球到达最低点时与Q碰撞,时间极短,碰撞后小球反弹速度v=lm/s,一段时间后Q恰好返回平板车左端静止.取g=10m/s2.求:
(1)小球在最低点与Q碰撞后瞬间,小物块Q的速度v2是多大?
(2)小物块Q受到的滑动摩擦力f是多大?
(3 )小物块Q压缩弹簧的过程中,弹簧弹性势能的最大值Ep是多大?

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(1)小球下摆过程中,细线拉力不做功,只有重力做功,机械能守恒;小球与小物块碰撞过程,时间极短,内力远大于外力,动量守恒; (2)小物块P与小车系统受到的外力的合力为零,系统动量守恒;根据功能关系,系统减小的机械能等于产生的内能,而内能等于滑动摩擦力与相对路程的乘积; (3)小物块P与小车系统受到的外力的合力为零,系统动量守恒;根据功能关系,系统减小的机械能等于产生的内能和弹簧的势能之和. 【解析】 (1)设小球到达最低点与Q碰撞前速度大小为v1,则 根据机械能守恒定律,有 m1gR(1-cos60°)=m1v12 根据动量守恒定律,有 m1v1=m2v2-m1v  由以上两式,解得 v2=3m/s 即小球在最低点与Q碰撞后瞬间,小物块Q的速度v2是3m/s. (2)设Q恰好返回平板车左端时,Q与平板车的共同速度为v3,则 根据动量守恒定律,有 m2v2=(m2+m3)v3 解得 v3=1m/s 根据功能关系,有 m2v22=(m2+m3)v32+2fL 解得f=2N 即小物块Q受到的滑动摩擦力f是2N. (3)小物块Q压缩弹簧的过程中,Q与平板车的速度相等时,弹簧弹性势能最大,设速度为v4,则 根据动量守恒定律,有 m2v2=(m2+m3)v4 根据功能关系,有 m2v22=(m2+m3)v42+fL+Ep 解得Ep=1.5 J 即弹簧弹性势能的最大值Ep是1.5J.
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考点分析:
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一辆小车质量m=1200kg,从静止开始,在保持不变的牵引力F=3000N作用下做匀加速直线运动,运动中小车受到的阻力始终是车重的0.2倍,经过时间t1=1Os,关闭发动机.取g=10m/s2.求小车从静止开始运动后经过t2=20s通过的距离s是多少?
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(1 )如图,某同学用游标为20分度的卡尺测量一金属圆板的直径为______cm.
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(2)某同学在研究平抛运动的实验中,他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分,如图所示,O点不是抛出点,X轴沿水平方向,由图中所给的数据求:①小球平抛的初速度是______m/s;②从抛出点到S点所经历的时间是______s.g取10m/s2.
(3 )用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的“交流“和”直流”两种.重锤从高处由静止开始下落,拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量、分析,即可验证机械能守恒定律.
①下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的“直流“上;
C.先释放纸带,再接通电源打出一条纸带;
D.测量纸带上某些点间的距离;
E.根据测量的结果,分别计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能.
其中操作不当的步骤是______.(填选项前对应的序号字母)
②正确操作后打出的纸带如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E,测出AC的距离为s1,CE的距离为s2,打点的频率为f,根据这些条件,打C点时重锤下落的速率vc=______
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③实验中发现,重锤减小的重力势能大于重锤增加的动能,其主要原因是在重锤下落的过程中受到阻力作用,假设阻力大小不变,可以通过该实验装置测阻力的大小.若已知当地重力加速度为g,重锤的质量为m.试用这些物理量、打点的频率f和上图纸带上的数据符号表示出重锤在下落过程中受到的阻力大小F=______

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如图所示,静止的小车板面上的物块质量m=8kg,被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住静止在小车上,这时弹簧的弹力为6N.现沿水平向左的方向对小车施以作用力,使小车运动的加速度由零逐渐增大到1m/s2,此后以1m/s2的加速度向左做匀加速直线运动.在此过程中( )
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A.物块做匀加速直线运动的过程中不受摩擦力作用
B.物块受到的摩擦力先减小后增大,最后保持不变
C.某时刻物块受到的摩擦力为零
D.某时刻弹簧对物块的作用力为零
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如图所示,光滑斜面固定在水平面上,顶端O有一小球,从静止释放,运动到底端B的时间是t1若.给小球不同的水平初速度,落到斜面上的A点,经过的时间是t2,落到斜面底端B点经过的时间是t3落到水平面上的C点,经过的时间是t4则( )
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A.t2>t1
B.t3>t2
C.t4>t3
D.t1>t4
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如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象,Oa为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段,bc段是与ab段相切的水平直线,则下述说法正确的是( )
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A.0~t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定
B.t1~t2时间内汽车牵引力做功为manfen5.com 满分网
C.t1~t2时间内的平均速度为manfen5.com 满分网(v1+v2
D.在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值,t2~t3时间内牵引力最小
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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