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相距为L、质量均为m的两小物块A、B,静止放在足够长的水平面上,它们与水平面间的...

相距为L、质量均为m的两小物块A、B,静止放在足够长的水平面上,它们与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2.现在用一个大小为0.3mg的水平向右的恒力F推A,A开始向右运动,并与B发生多次弹性碰撞,且每次碰撞时间极短,重力加速度为g,试求:
(1)第一次碰撞后B的速度大小;
(2)第五次碰撞后至第六次碰撞前B的运动时间;
(3)B运动的总路程.
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(1)第一次碰撞前,推力和滑动摩擦力做功,根据动能定理求解第一次碰撞前A的速度大小,由于发生弹性碰撞,A、B的动量和机械能均守恒,即可求得碰后B的速度大小; (2)由于质量相等,两个物体交换速度,根据牛顿第二定律和运动学公式分别研究第一次、第二次…第n次碰撞后B的速度大小,即可求得第五次碰撞后至第六次碰撞前B的运动时间; (3)总结出第n次碰后到第n+1次碰前B的运动位移,运用数学知识求解总路程. 【解析】 (1)A匀加速L,第一次碰前A的速度设为vA1,由动能定理得:   ① 解得 A与B发生第一次弹性碰撞,遵守动量守恒和机械能守恒,设碰后速度分别为v'A1,v'B1mvA1=mv'A1+mv'B1②  ③ 解得:v'A1=0   (2)第一次碰后,设经过t1B停下,B和A位移分别为SB1和SA1 ④  ⑤  ⑥ 解得   由于SB1>SA1,因此第2次碰前,B已经停下.设第2次碰前A的速度为vA2 ⑦ A与B发生第2次弹性碰撞,遵守动量守恒和机械能守恒,碰后速度交换,设碰后速度分别为v'A2,v'B2 解得v'A2=0 同理依此类推,归纳得 第n次碰后B的速度 第n次碰后到第n+1次碰前B的运动时间 由此得 (3)第n次碰后到第n+1次碰前B的运动位移 另【解析】 最终AB靠在一起停下,由能量守恒得:F(L+SB)=μmg(L+SB)+μmgSB 解得SB=L 答: (1)第一次碰撞后B的速度大小为; (2)第五次碰撞后至第六次碰撞前B的运动时间为; (3)B运动的总路程为L.
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考点分析:
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如图(a)所示,间距为L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为θ的斜面上.在区域I内有方向垂直于斜面向上的匀强磁场,磁感应强度为B;在区域Ⅱ内有垂直于斜面向下的匀强磁场,其磁感应强度Bt的大小随时间t变化的规律如下图(b)所示.t=0时刻在轨道上端的金属细棒ab从如图位置由静止开始沿导轨下滑,同时下端的另一金属细棒cd在位于区域I内的导轨上由静止释放.在ab棒运动到区域Ⅱ的下边界EF处之前,cd棒始终静止不动,两棒均与导轨接触良好.已知cd棒的质量为m、电阻为R,ab棒的质量未知、阻值为r,区域Ⅱ沿斜面的长度为2L,在t=tx时刻(tx未知)ab棒恰好进入区域Ⅱ,重力加速度为g.求:
(1)ab棒进入区域Ⅱ之前cd棒上的感应电流的方向及大小
(2)ab棒进入区域Ⅱ时的速度大小及进入时刻tx
(3)ab棒从开始下滑至EF的过程中回路中产生的热量.

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吴菊萍徒手勇救小妞妞,被誉为“最美妈妈”. 设妞妞的质量m=10kg,从离地h1=28.5m高的阳台掉下,下落过程中空气阻力约为本身重力的0.4倍;在妞妞开始掉下时,吴菊萍立刻开始奔跑到达楼下,张开双臂在距地面高度为h2=1.5m处接住妞妞,缓冲到地面时速度恰好为零,缓冲过程可视为竖直方向的匀减速运动,缓冲过程中的空气阻力不计.g=10m/s2.求:
(1)妞妞在被接住前瞬间的速度大小;
(2)缓冲过程经历的时间;
(3)在缓冲过程中吴菊萍对妞妞冲量.

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某物理兴趣小组的同学想用如图甲所示的电路探究一种热敏电阻的温度特性.
①请按电路原理图将图乙中所缺的导线补接完整.
为了保证实验的安全,滑动变阻器的滑动触头P在开关闭合前应置于______端.(选填“a”或“b”)
②正确连接电路后,在保温容器中注入适量冷水.接通电源,调节R记下电压表和电流表的示数,计算出该温度下的电阻值,将它与此时的水温一起记入表中.改变水的温度,测量出不同温度下的电阻值.该组同学的测量数据如下表所示,请你在图中的坐标纸中画出该热敏电阻的R-t关系图.
温度(摄氏度)30405060708090100
阻值(千欧)8.05.23.52.41.71.21.00.8
③对比实验结果与理论曲线(图丙中已画出)可以看出二者有一定的差异.在相同的温度下,热敏电阻的测量值总比理论值______(填“偏大”或“偏小”),引起这种误差的原因是(不包含读数等偶然误差)______
④已知电阻的散热功率可表示为P=k(t-t1),其中k是比例系数,t是电阻的温度,t是周围环境温度.现将本实验所用的热敏电阻接到一个恒流电源中,该电源可以使流过它的电流在任何温度下恒为40mA,t=20℃,k=0.16W/℃,由理论曲线可知,该电阻的温度大约稳定在______
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兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:
①用天平测出电动小车的质量为0.4kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装;
③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定).在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示.
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请你分析纸带数据,回答下列问题:
(a)该电动小车运动的最大速度为______m/s;
(b)关闭小车电源后,小车的加速度大小为______m/s2
(c)该电动小车的额定功率为______W.
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如图所示,扇形AOB为透明柱状介质的横截面,半径为R,介质折射率为manfen5.com 满分网,圆心角∠AOB=90°,MN为其对称轴,一束平行于对称轴的单色光由OA面射入介质.要使柱体AB面没有光线射出,需在O点垂直于对称轴MN放置一遮光板,则遮光板的长度至少为( )
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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