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右图是一个非常有趣的实验现象的示意图.将一个小皮球放在一个大皮球的上面,使它们一...

右图是一个非常有趣的实验现象的示意图.将一个小皮球放在一个大皮球的上面,使它们一起自由下落,当它们落到地面被反弹时,小球跳的高度会比下落的高度高出许多倍,往往会打到天花板上.假设大球的半径R=10cm,小球的半径r=2.5cm.开始下落时大球球心O1距地面的高度h=0.90m,大球的质量为m1,小球的质量为m2,且m1=19m2.在整个运动过程中两球的球心始终在同一条竖直线上,所有碰撞的时间极短,且能量损失均可忽略不计,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)小球第一次反弹后,小球的球心会上升到距地面多高的位置?
(2)若天花板距地面的高度H=4.25m,则小球碰到天花板的瞬时速度为多大?

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(1)先根据运动学公式求出大球碰地前瞬间的速度.由于碰撞的时间极短,且能量损失不计,所以大球碰地后以原速率反弹,与小球发生弹性,根据动量守恒和机械能守恒列式求出碰后两球的速度,再由运动学公式求出小球上升的高度. (2)若天花板距地面的高度H=4.25m,再由运动学公式求解小球碰到天花板的瞬时速度. 【解析】 (1)设大球碰地瞬间两球的速度为v,则有=2g(h-R) 解得,v=4m/s 因碰撞的时间极短,且能量损失不计,所以大球碰地后以原速率反弹,速度大小为4m/s,方向竖直向上.设大球与小球碰撞后两者的速度分别为v1和v2,取向上方向为正方向,根据动量守恒和机械能守恒得    (m1-m2)v=m1v1+m2v2,    +=+ 解得v2=11.2m/s 则小球能上升的最大高度为H1==6.272m 所以小球的球心会上升到距地面的高度为H2=H1+2R+r=≈6.5m (2)若天花板距地面的高度H=4.25m,小球上升的高度为h′=H-2R-2r=4m 设小球碰到天花板的瞬时速度为v 由运动学公式得: 解得v=6.7m/s (1)小球第一次反弹后,小球的球心会上升到距地面6.5m高的位置. (2)若天花板距地面的高度H=4.25m,则小球碰到天花板的瞬时速度为6.7m/s.
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考点分析:
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如图所示,物体B和物体C用劲度系数为k的轻弹簧连接并竖直地静置于水平地面上,此时弹簧的势能为E.这时一个物体A从物体B的正上方由静止释放,下落后与物体B碰撞,碰撞后A与B立刻一起向下运动,但A、B之间并不粘连.已知物体A、B、C的质量均为M,重力加速度为g,忽略空气阻力.求当物体A从距B多大的高度自由落下时,才能使物体C恰好离开水平地面?

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一位同学在水平桌面上用两块相同的木板搭了两个倾角分别为53°和37°的斜面,并使两个斜面之间平滑连接.两木板的长度均为L=0.60m,如图所示.让一个小滑块(可视为质点)从左边斜面顶端A由静止开始下滑,滑块在另一斜面上速度减为零时,恰好位于该斜面长度一半的位置.忽略滑块经过木板连接处时的能量损失.已知木板的质量与滑块的质量之比为3:1,sin53°=0.80,cos53°=0.60,重力加速度g取10m/s2
(1)若将右边木板平放在桌面上并将其固定,让滑块仍然从左边斜面顶端由静止下滑,那么滑块离开水平木板时的速度为多大?
(2)若将右边的木板平放在桌面上,且忽略桌面与该木板间的摩擦,让滑块仍然从左边固定斜面的顶端由静止下滑,那么当滑块和右边木板具有相同的速度时,滑块相对于右边木板滑行的距离为多大?

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(1)“验证动量守恒定律”实验和“研究平抛运动”实验,都要用到斜槽轨道装置,除此之外,这两
A.都需要测量下落小球的质量               B.都需要测量小球下落的高度
C.都要求小球多次从同一高度处滚下         D.都需要测量小球的直径
(2)某同学在将量程为500μA的电流表改装成电压表的过程中,为了尽量精确地测量该电流表的内阻,设计了如图1所示的电路.图中各个电表和元件的参数如下:
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A.电流表A1,量程1.0mA,内阻约100Ω;
B.待测电流表A2,量程500μA,内阻约200Ω;
C.电源E,电动势3.0V,内阻不计;
D.滑动变阻器,阻值0~25Ω
E.电阻箱R1,阻值0~999.9Ω;
F.保护电阻R2,阻值约100Ω;
G.单刀单掷开关S1,单刀双掷开关S2
①试按照实验电路图将实物图2中的器材连接成实验电路.
②实验中该同学先合上S1,将S2接a点,调节滑动变阻器R,当电流表A2示数合理时,记下电流表A1的示数I;再将S2接b点,保持______不变,调节______,当电流表A1的示数仍等于I时,读取电阻箱的示数.
③电阻箱的示数如图3所示,由此可知电流表A2的内阻为______Ω.
④要将电流表A2改装成量程为2.0V的电压表V1,必须选一个阻值为______Ω的电阻与电流表串联.
⑤若用标准的电压表V对改装的电压表V进行校准,试画出校准的实验电路图.
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目前,载人宇宙飞船返回舱的回收常采用强制减速的方法.返回过程可以简化为以下几个阶段:第一阶段,在进入大气层的过程中,返回舱在大气阻力和重力共同作用下匀速下降;第二阶段,到了离地一定高度时打开降落伞,使返回舱以较低的速度匀速落下;第三阶段,在接近地面时点燃反冲火箭,使返回舱做匀减速运动直至落地.关于这三个阶段,下面说法中正确的是( )
A.第一阶段返回舱机械能随高度均匀减少
B.第二阶段返回舱的动量随高度均匀减少
C.第三阶段返回舱的动量随高度均匀减少
D.这三阶段中返回舱的动能都是随高度均匀地减少
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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