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如图所示,光滑水平面上有A、B、C三个物块,其质量分别为mA=2.0kg,mB=...

manfen5.com 满分网如图所示,光滑水平面上有A、B、C三个物块,其质量分别为mA=2.0kg,mB=1.0kg,mC=1.0kg.现用一轻弹簧将A、B两物块连接,并用力缓慢压缩弹簧使A、B两物块靠近,此过程外力做功108J(弹簧仍处于弹性限度内),然后同时释放A、B,弹簧开始逐渐变长,当弹簧刚好恢复原长时,C恰以4m/s的速度迎面与B发生碰撞并粘连在一起.求
(1)弹簧刚好恢复原长时(B与C碰撞前)A和B物块速度的大小?
(2)当弹簧第二次被压缩时,弹簧具有的最大弹性势能为多少?
(1)当弹簧恢复过程中,A、B物体动量守恒,且减少的弹性势能完全转化为两物体的动能.列出两组方程,从而求出两个未知量,即为A、B物体的速度大小. (2)当弹簧第二次被压缩时,A和B、C组成的系统动量守恒,机械能守恒,从而由这两个守恒定律可列出两组方程,同样可求出结果. 【解析】 (1)弹簧刚好恢复原长时,A和B物块速度的大小分别为υA、υB. 由动量守恒定律有:0=mAυA-mBυB 此过程机械能守恒有:Ep=mAυA2+mBυB2 代入Ep=108J,解得:υA=6m/s,υB=12m/s,A的速度向右,B的速度向左. (2)C与B碰撞时,C、B组成的系统动量守恒,设碰后B、C粘连时速度为υ′,则有: mBυB-mCυC=(mB+mC)υ′,代入数据得υ′=4m/s,υ′的方向向左. 此后A和B、C组成的系统动量守恒,机械能守恒,当弹簧第二次压缩最短时,弹簧具有的弹性势能最大,设为Ep′,且此时A与B、C三者有相同的速度,设为υ,则有: 动量守恒:mAυA-(mB+mC)υ′=(mA+mB+mC)υ, 代入数据得υ=1m/s,υ的方向向右. 机械能守恒:mAυA2+(mB+mC)υ′2=Ep′+(mA+mB+mC)υ2, 代入数据得E′p=50J. 答:(1)弹簧刚好恢复原长时(B与C碰撞前)A的速度为6m/s,B物块速度大小12m/s. (2)当弹簧第二次被压缩时,弹簧具有的最大弹性势能为50J.
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(2)限流电阻R的阻值和灯丝电阻RL相比,应满足R______RL的条件.
(3)如果上述虚线框S 内采用如图(乙)所示的延时开关电路,当S1 闭合时,电磁铁F 将衔铁D 吸下,C 线路接通.当S1 断开时,由于电磁感应作用,D将延迟一段时间才被释放.则下列说法正确的是______
A.由于A 线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用
B.由于B 线圈的电磁感应作用,才产生延时释放D的作用
C.如果断开B 线圈的开关S2,无延时作用
D.如果断开B 线圈的开关S2,延时将变长.

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a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平.
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上.
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1
e.按下电钮放开卡销,同时使记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
(1)实验中还应测量的物理量是______
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(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?______.如能,请写出表达式______
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A.从a到b,上极板带正电
B.从a到b,下极板带正电
C.从b到a,上极板带正电
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A.一直增大
B.一直减小
C.先减小后增大
D.先增大后减小
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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