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如图所示,半径为R,内表面光滑的半球形容器放在光滑的水平面上,容器左侧靠着竖直墙...

如图所示,半径为R,内表面光滑的半球形容器放在光滑的水平面上,容器左侧靠着竖直墙壁,一个质量为m的小球,从容器顶端A无初速释放,小球能沿球面上升的最大高度距球面底部B的距离为3R/4,小球的运动在竖直平面内.求:
(1)容器的质量M
(2)竖直墙作用于容器的最大冲量.

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(1)选小球为研究对象,从从A到B过程应用动能定理可求末速度,之后,选两物体组成的系统为研究对象,从小球在最低点到最高点过程,水平方向动量守恒结合全过程机械能守恒,可解容器的质量 (2)选两物体组成的系统为研究对象,由动量定理可解墙施加的冲量 【解析】 (1)在小球释放到B点时,M未动,对A由动能定理有: mgR=mv2  此后小球继续向右运动,但容器在小球作用力情况下,离开墙壁向右运动, 对A、B系统:由水平方向动量守恒得: mv=(M+m)v1 由小球在最低点时重力势能为零,由机械能守恒得: (M+m)+mg•R=mv2 由以上三式解得M=3m (2)由于在小球从释放到B点时,容器未动,此后容器离开墙壁向右运动,所以对系统来讲,由动量定理知,竖直墙对容器的最大冲量为A球水平动量的变化, 即Im=mv 代入得Im=m 答:(1)容器的质量为3m (2)对容器的最大冲量为
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考点分析:
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用半径相同的两小球A、B的碰撞验证动量守恒定律,实验装置示意如图所示,斜槽与水平槽圆滑连接.实验时先不放B球,使A球从斜槽上某一固定点C由静止滚下,落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹.再把B球静置于水平槽前端边缘处,让A球仍从C处由静止滚下,A球和B球碰撞后分别落在记录纸上留下各自的痕迹.记录纸上的O点是重垂线所指的位置,若测得各落点痕迹到O的距离:manfen5.com 满分网=2.68cm,manfen5.com 满分网=8.62cm,manfen5.com 满分网=11.50cm,并知A、B两球的质量比为2:1,则未放B球时A球落地点是记录纸上的______点,系统碰撞前总动量p与碰撞后总动量p′的百分误差manfen5.com 满分网=______%(结果保留一位有效数字).

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manfen5.com 满分网如图所示为验证动量守恒的实验装置示意图.
(1)若入射小球质量为m1,半径为r1;被碰小球质量为m2,半径为r2______
A.m1>m2,r1>r2                  B.m1>m2,r1<r2
C.m1>m2,r1=r2                  D.m1<m2,r1=r2
(2)为完成此实验,以下所提供的测量工具中必需的是______.(填下列对应的字母)
A.直尺      B.游标卡尺         C.天平          D.弹簧秤          E.秒表
(3)设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式(用m1、m2及图中字母表示)______OP=m1manfen5.com 满分网+m2manfen5.com 满分网 查看答案
在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为E,频率为f的交流电源上,在实验中打下一条理想纸带,如图所示,选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点的距离为S,点AC间的距离为S1,点CE间的距离为S2,已各重锤的质量为m,当地的重力加速度为g,则从起始点O到打下C点的过程中,重锤重力势能的减少量为△EP=______,重锤动能的增加量为△EK=______

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静止在光滑水平面上的物体,受到水平拉力F的作用,拉力F随时间t变化的图象如图所示,则( )
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A.0-4s内物体的位移为零
B.0-4s内拉力对物体做功为零
C.4s末物体的速度为零
D.0-4s内拉力对物体冲量为零
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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