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如图所示,一质量为0.99kg的木块静止在水平轨道AB的B端,水平轨道与半径为1...

如图所示,一质量为0.99kg的木块静止在水平轨道AB的B端,水平轨道与半径为10m的光滑弧形轨道BC相切.现有一质量为10g的子弹以500m/s的水平速度从左边射入木块且未穿出.已知木块与水平轨道的动摩擦因数μ=0.5,g=10m/s2.求:
(1)子弹射入木块与木块获得的共同速率;
(2)子弹射入后与木块在圆弧轨道上升的最大高度;
(3)从木块返回B点到静止在水平面上,摩擦阻力的冲量的大小.

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(1)子弹射入木块的过程,系统动量守恒,由动量守恒定律求子弹射入木块与木块获得的共同速率; (2)子弹与木块在光滑弧形轨道BC上运动,到达最高点的过程中,轨道BC的支持力不做功,只有重力做功,系统机械能守恒,即可由机械能守恒列式求出最大高度. (3)木块返回B点到静止在水平面上,由牛顿第二定律和运动学公式求运动时间,再由I=μ(M+m)gt求摩擦阻力的冲量. 【解析】 (1)设子弹射入木块与木块获得的共同速度为v,子弹射入木块前后系统动量守恒,则有     mv=(m+M)v 解得,v=5m/s          (2)设木块上升最大高度为h,子弹与木块在光滑弧形轨道BC上运动,到达最高点的过程中系统机械能守恒,则有   =(M+m)gh 解得,h=1.25m (3)木块返回B点进入水平轨道上作匀减速运动最终静止,设摩擦力的冲量为I,由牛顿第二定律、匀变速运动规律得    a=   t==1s                    则摩擦阻力的冲量大小  I=μ(M+m)gt                      解得I=5N•S                                答: (1)子弹射入木块与木块获得的共同速率是5m/s; (2)子弹射入后与木块在圆弧轨道上升的最大高度是1.25m; (3)从木块返回B点到静止在水平面上,摩擦阻力的冲量的大小是5N•S.
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考点分析:
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(1)“测定某电阻丝的电阻率”实验
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①实验中,用螺旋测微器测量一种电阻值很大的电阻丝直径,刻度位置
如图1所示,则电阻丝的直径是______mm.
②用多用电表的欧姆档粗测这种电阻丝的阻值:
已知此电阻丝的阻值约为几十kΩ,下面给出的操作步骤中,合理的实验步骤顺序是:______(填写相应的字母).旋转选择开关其尖端应对准的欧姆档位是______;根据表中指针所示位置,电阻丝的阻值约为______Ω.
a.将两表笔短接,调节欧姆档调零旋钮使指针对准刻度盘上欧姆档的零刻度,而后断开两表笔
b.将两表笔分别连接到被测电阻丝的两端,读出阻值后,断开两表笔
c.旋转选择开关S,使其尖端对准欧姆档的某一档位
d.旋转选择开关S,使其尖端对准交流500V档,并拔出两表笔
③用电流表和电压表精确测定此电阻丝的阻值,实验室提供下列可选用的器材:
电压表V(量程3V,内阻50kΩ)
电流表A1(量程200μA,内阻200Ω)
电流表A2(量程5mA,内阻20Ω)
电流表A3(量程0.6A,内阻1Ω)
滑动变阻器R(最大阻值1kΩ)
电源E(电源电压为4V)
开关S、导线
a.在所提供的电流表中应选用______(填字母代号);
b.在虚线框中画出测电阻的实验电路;
④分别用L、d、RX表示电阻丝的长度、直径和阻值,则电阻率表达式为ρ=______
(2)某学习小组的学生利用线圈、强磁铁、光电门传感器、电压传感器等器材,研究“线圈中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”.在探究线圈感应电动势E 与时间△t的关系时,他们把线圈和光电门传感器固定在水平光滑轨道上,强磁铁和挡光片固定在运动的小车上,实验装置如图所示.当小车在轨道上运动经过光电门时,光电门会记录下挡光片的挡光时间△t,同时小车上的强磁铁插入线圈中,接在线圈两端的电压传感器记录线圈中产生的感应电动势E的大小(E近似看成恒定).调节小车末端的弹簧,小车能够以不同的速度从轨道的最右端弹出.下表是小组同学进行多次测量得到的一系列感应电动势E和挡光时间△t.

次数
测量值
12345678
E/×10-1V1.161.361.701.912.152.752.923.29
△t/×10-3s9.207.496.295.615.344.303.983.42
①由实验装置可以看出,实验中每次测量在△t时间内磁铁相对线圈运动的距离都相同,这样可以实现控制______不变;
②为了探究感应电动势E与△t的关系,请你根据表格中提供的信息提出一种处理数据的方案.(写出必要的文字说明)
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B.在t+2T时,质点d的加速度达到最大值
C.从t时刻起,质点a比质点b先回到平衡位置
D.从t时刻起,在一个周期内,a、b、c、d四个质点所通过的路程均为一个波长]
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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