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如图(甲)所示,质量分别为m=1kg、M=2kg的A、B两个小物块,用轻弹簧相连...

如图(甲)所示,质量分别为m=1kg、M=2kg的A、B两个小物块,用轻弹簧相连而静止在光滑水平面上,在A的左侧某处另有一质量也为m=1kg的小物块C,以v=4m/s的速度正对A向右做匀速直线运动,一旦与A接触就将黏合在一起运动(黏合时间极短).若在C与A接触前,瞬间使A获得一初速度vA0,并从此时刻开始计时,规定向右为正方向,A的速度随时间变化的图象如图(乙)所示(此图象仅限C与A接触前),弹簧始终未超出弹性限度,vA0=6m/s.求:
(1)在C与A接触前,当A的速度分别为6m/s、2m/s、-2m/s时,求对应状态下B的速度,并据此在图(乙)中粗略画出B的速度随时间变化的图象(要求画出IT时间内).
(2)当A的速度为vA时C与A接触,在接触后的运动过程中弹簧的弹性势能为Ep,当vA取何值时,Ep有最大值?试求出Ep的最大值.
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(1)研究A、B系统,由动量守恒定律求解B的速度 (2)当A、B、C具有相同的速度u时弹簧的弹性势能EP最大,由动量守恒和能量守恒定律求解. 【解析】 (1)由动量守恒定律可得: mvA0=mvA+MvB  ① 由①式可得:② 代入vA=6m/s、2m/s、-2m/s时,得到对应的 VB=0、2m/s、4m/s 描给的图象如答图所示 (2)无论C与A如何接触,当A、B、C具有相同的速度u时弹簧的弹性势能EP最大. 由动量守恒定律可得: mv+mvA0=(2m+M)u ③ 由③式解得:u=2.5(m/s) 设C与A碰撞前后A的瞬时速度分别为vA、v,碰撞过程中损失的机械能为△E, 由动量守恒和能量守恒定律可得: mv+mvA=2mv ④ ⑤ 由④⑤式可得:⑥ 设弹簧的最大弹性势能为EP,由能量守恒可得 ⑦ 由⑦式可得:⑧ 由⑧式得:当vA=v时C与A接触而黏在一起,此时不损失机械能,△E=0, EP有最大值EPmax,将数据代入⑧式可得: EPmax=13.5(J)  答:(1)对应状态下B的速度分别是0、2m/s、4m/s, (2)当vA取4m/s时,Ep有最大值,Ep的最大值是13.5(J).
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考点分析:
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有一平行板电容器,内部为真空,两个极板的间距为d,极板长为L,极板间有一匀强电场,U为两极板间的电压,电子从极板左端的正中央以初速v射入,其方向平行于极板,并打在极板边缘的D点,如图(甲)所示.电子的电荷量用e表示,质量用m表示,重力不计.回答下面问题(用字母表示结果).
(1)求电子打到D点的动能;
(2)电子的初速v必须大于何值,电子才能飞出极板;
(3)若极板间没有电场,只有垂直纸面的匀强磁场,磁感应强度大小为B,电子从极板左端的正中央以平行于极板的初速v射入,如图(乙)所示,则电子的初速v为何值,电子才能飞出极板?
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(1)①某同学设计了一个探究小车的加速度a与小车所受拉力F及质量m关系的实验,图中(甲)为实验装置简图.他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为下列说法中正确的是______(选填字母代号).
A.实验时要平衡摩擦力                B.实验时不需要平衡摩擦力
C.钩码的重力要远小于小车的总重力    D.实验进行时应先释放小车再接通电源
②如图(乙)所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E是计数点(每打5个点取一个计数点),其中L1=3.07cm,L2=12.38cm,L3=27.87cm,L4=49.62cm.则打C点时小车的速度为______m/s,小车的加速度是______m/s2.(计算结果均保留三位有效数字)
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(2)①某实验小组在“测定金属电阻率”的实验过程中,正确操作获得金属丝的直径以及电流表、电压表的读数如图所示,则它们的读数值依次是______mm、______A、______V.
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②已知实验中所用的滑动变阻器阻值范围为0~10Ω,电流表内阻约几欧,电压表内阻约20kΩ,电源为干电池(不宜在长时间、大功率状况下使用),电源电动势E=4.5V,内阻较小.则以下电路图中,______(选填字母代号)电路为本次实验应当采用的最佳电路,但用此最佳电路测量的金属丝电阻仍然会比真实值偏______(选填“大”或“小”).
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③若已知实验所用的电流表内阻的准确值RA=2.0Ω,那么测量金属丝电阻Rx的最佳电路应是图中的______电路(选填字母代号).此时测得电流为I、电压为U,则金属丝电阻Rx=______( 用题中字母代号表示).
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从某一高度相隔1s先后释放两个相同的小球甲和乙,若不计空气阻力,它们在空中任一时刻( )
A.甲、乙两球距离越来越大
B.甲、乙两球距离保持不变
C.甲、乙两球速度之差越来越大
D.甲、乙两球速度之差保持不变
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如图所示,在水平面上有一固定的u形光滑金属框架,框架上放置一金属杆ab.在垂直纸面方向有一匀强磁场,下列情况中可能的是( )
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A.若磁场方向垂直纸面向外,并且磁感应强度增大时,杆ab将向右移动
B.若磁场方向垂直纸面向外,并且磁感应强度减小时,杆ab将向右移动
C.若磁场方向垂直纸面向里,并且磁感应强度减小时,杆ab将向右移动
D.若磁场方向垂直纸面向里,并且磁感应强度增大时,杆ab将向右移动
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如图所示,重力大小都是G的A、B两条形磁铁,叠放在水平木板C上,静止时B对A的弹力为F1,C对B的弹力为F2,则( )
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A.F1>G
B.F1=G
C.F2>2G
D.F2=2G
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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