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(14分)如图所示,一个质量为m的长木板静止在光滑的水平面上,并与半径为的光滑圆...

(14分)如图所示,一个质量为m的长木板静止在光滑的水平面上,并与半径为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com光滑圆弧形固定轨道接触(但不粘连),木板的右端到竖直墙的距离为s;另一质量为2m的小滑块从轨道的最高点由静止开始下滑,从圆弧的最低点A滑上木板。设长木板每次与竖直墙的碰撞时间极短且无机械能损失。已知滑块与长木板间的动摩擦因数为μ。试求:

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(1)滑块到达A点时的速度大小以及物体对轨道的压力大小;

(2)若滑块不会滑离长木板,试讨论长木板与墙第一次碰撞前的速度满分5 manfen5.coms的关系;

(3)若s足够大,为了使滑块不滑离长木板,板长L应满足什么条件。

 

(1) (2) 若,;若, (3) 【解析】 试题分析:(1)滑块从轨道的最高点到最低点,机械能守恒,设到达A点的速度为, 则 : ①(1分) 由上式得: ②(1分) 在A点由牛顿第二定律有: ③ (1分) 由②③得: ④ (1分) 由牛顿第三定律,滑块在A点对轨道的压力 ⑤ (1分) (2)若第一次碰撞前的瞬间,滑块与木板达到共同速度,由动量守恒定律得: ⑥(1分) 对滑块由动能定理得: ⑦(1分) 由②⑥⑦得: (1分) ⅰ.若,则木板与墙第一次碰前瞬间的速度为 (1分) ⅱ.若,则木板与墙第一次碰前瞬间的速度为,则 (1分) 得: (1分) (3)因为S足够大,每次碰前滑块与木板共速,因为滑块的质量大于木板的质量,每次碰后系统的总动量方向向右,要使滑块不滑离长木板,最终木板停在墙边,滑块停在木板上。 由能量守恒得: (2分) 解得 (1分) 考点:考查了动量守恒,动能定理,机械能守恒,牛顿第二定律  
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考点分析:
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(10分)一个静止的氡核满分5 manfen5.com放出一个α粒子后衰变为钋核 满分5 manfen5.com同时放出能量为E=0.09 MeV的光子γ已知M=222.086 63 u、mα=4.002 6 u、M=218.076 6 u,1 u相当于931.5 MeV的能量

(1)写出上述核反应方程;

(2)求出发生上述核反应放出的能量

 

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(10分) 质量分别为m1和m2的甲、乙两小球碰撞后在同一直线上运动,它们碰撞前后的满分5 manfen5.com图象如图 (a)和图 (b)所示。求:

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(1)碰撞前,甲、乙两小球的速度分别是多大

(2)碰撞后,甲、乙两小球的速度分别是多大

(3)求甲、乙两小球的质量之比m1:m2

 

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(10分)某同学用图所示装置来验证动量守恒定律,实验时先让a球从斜槽轨道上某固定点处由静止开始滚下,在水平地面上的记录纸上留下痕迹,重复10次;然后再把b球放在斜槽轨道末端的最右端附近静止,让a球仍从原固定点由静止开始滚下,和b球相碰后,两球分别落在记录纸的不同位置处,重复10次.回答下列问题:

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(1)在安装实验器材时斜槽的末端应           

(2)小球a、b质量ma、mb的大小关系应满足ma     mb,两球的半径应满足ra      rb(选填“<”=)。ma>mb

 

(3)本实验中小球落地点的平均位置距O点的距离如图10所示这时小球a、b两球碰后的平均落地点依次是图10中水平面上的        点和         点。

(4)在本实验中结合图10,验证动量守恒的验证式是下列选项中的            

  A.满分5 manfen5.com    B.满分5 manfen5.com    C.满分5 manfen5.com

(5)经测定,ma=45.0g,mb=7.5g,请结合图分析:碰撞前、后ma­的动量分别为p1与p1′,则p1p1′=     (保留分式)有同学认为,在该实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的水平距离增大。请你用已知的数据,分析和计算出被碰小球mb平抛运动水平距离的最大值为        满分5 manfen5.com

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(6分)在做用油膜法估测分子大小的实验时,所用油酸酒精溶液的浓度为满分5 manfen5.com

(1)用注射器测得1mL上述溶液有75滴,则每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是V=______mL。

(2)将滴管靠近水面的正上方,把一滴该溶液滴入盛水的表撒有痱子粉的浅盘里,待水面稳定后,测得油膜的近似轮廓如图所示,图中正方形小方格的边长为1cm,油酸薄膜轮廓内正方形个数为110个根据上述数据,估测出油酸分子的直径是d=________m(最后结果保留一位有效数字)。

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如图所示,a、b是航天员王亚平在天宫一号实验舱做水球实验时水球中形成的气泡,a、b两气泡温度相同且a的体积大,气泡内的气体视为理想气体,则下列说法正确的是

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A.水球呈球形是由于表面张力作用的结果

B.此时水球内的水分子之间只有引力

C.a内气体的分子平均动能比b的大

D.在水球表面滴一小滴红墨水若水球未破,最后水球将呈红色

 

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