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如图所示,一质量m1=0.2kg的小球,从光滑水平轨道上的一端A处,以v1=2....

manfen5.com 满分网如图所示,一质量m1=0.2kg的小球,从光滑水平轨道上的一端A处,以v1=2.5m/s的速度水平向右运动.轨道的另一端B处固定放置一竖直光滑半圆环轨道(圆环半径比细管的内径大得多),轨道的半径R=10cm,圆环轨道的最低点与水平轨道相切;空中有一固定长为15cm的木板DF,F在轨道最高点C的正下方,竖直距离为5cm.水平轨道的另一端B处有一质量m2=0.2kg的小球,m1、m2两小球在B处发生的是完全弹性碰撞,重力加速度为g=10m/s2,求:
(1)经过C点时,小球m2对轨道的作用力的大小及方向?
(2)m2小球打到木板DF上的位置?
(1)在B处m1与m2发生的是完全弹性碰撞,根据动量守恒定律及能量守恒定律即可求解碰撞后B球的速度,由B到C的过程,根据机械能守恒,求出C点速度,再根据向心力公式即可求解; (2)小球从C飞出做平抛运动,根据平抛运动的基本规律即可求解. 【解析】 (1)在B处m1与m2发生的是完全弹性碰撞,有 m1v1=m1v1′+m2v2′① m1v12=m1v1′2+m2v2′2   ②   由①②式解得: v1′=0,v2′=v1=2.5m/s 由B到C的过程,机械能守恒,有 m2v2′2=m2g2R+m2vC2 带入数据得:vC=1.5m/s 在C点对m2,根据向心力公式得: m2g+N=m2 带入数据解得:N=2.5N 据牛顿第三定律知:小球对轨道的作用力大小为2.5N,方向竖直向上; (2)小球从C飞出做平抛运动,有 vC= 带入数据解得:x=0.15m=15cm,所以物体刚好落在木板的D点上. 答:(1)经过C点时,小球m2对轨道的作用力大小为2.5N,方向竖直向上; (2)m2小球打到木板DF上的D点.
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考点分析:
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A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连接起来
B.记下弹簧不挂钩码时.其下端在刻度尺上的刻度L
C.将铁架台固定在桌子上(也可在横梁的另一端挂上一定的配重),并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺
D.依次在弹簧下端挂上2个、3个、4个…钩码,并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度,并记录在表格内,然后取下钩码
E.以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与伸长量的关系式.首先尝试写成一次函数,不行再写成二次函数
F.解释函数表达式中常数的物理意义
G.整理仪器
①请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来,为:______
②某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如右图所示.该实验始终在弹簧的弹性限度内进行.由右图可知:该弹簧的自然长度为______;该弹簧的劲度系数为______.(后一空保留三位有效数字)
(2)用右下图给出的器材,测量一只标有“3V、0.6W”的小灯泡正常发光时的电阻R1.实验过程要求尽量减小误差(滑动变阻器最大阻值为10Ω;电源电动势为12V,内阻为1Ω;电流表内阻约为1Ω,电压表的内阻约为10kΩ).
①电流表应选用的是量程是______ A(选填“0.6”或“3”),电压表应选用的是量程是______ V(选填“3”或“15”);
②请将你设计的实验电路图,画在左下方的虚线框中;
③根据②中的电路图,用笔画线代替导线,完成右下图中的实物连接;
④若小灯泡发光较暗时的电阻为R2,你根据所学的知识可判断出R1与R2的大小关系是R1______R2(选填“大于”、“等于”或“小于”).
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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