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如图所示,倾角θ=37°的粗糙传送带与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连...

如图所示,倾角θ=37°的粗糙传送带与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接,传送带始终以v=3m/s的速率顺时针匀速转动,A、B、C滑块的质量为mA=1kg,mB=2kg,mC=3kg,(各滑块均视为质点).A、B间夹着质量可忽略的火药.k为处于原长的轻质弹簧,两端分别与BC连接.现点燃火药(此时间极短且不会影响各物体的质量和各表面的光滑程度),滑块A6m/s水平向左冲出,接着沿传送带向上前进,已知滑块A与传送带间的动摩擦因数为μ=0.75,传送带与水平面足够长,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

 

(1)滑块A沿传送带向上能滑的最大距离?

(2)滑块B通过弹簧与C相互作用的过程中,弹簧又到原长时B、C的速度?

(3)滑块A追上滑块B时能粘住,试定量分析在AB相遇的各种可能情况下,A、B、C及弹簧组成系统的机械能范围?

 

(1) x1=1.5m (2)m/s m/s (3)A、B、C及弹簧系统机械能范围:9.18J≤E≤13.5J 【解析】本题考查动能定理、动量守恒、机械能守恒等知识,要注意过程的选取及临界情况的分析。 (1)滑块A沿传送带向上的运动,根据动能定理得: 代入数据解得:x1=1.5m (2)炸药爆炸过程,对A和B系统,设B获得的速度为vB,有: -mAvA+mBvB=0 解得:vB=3m/s B与C相互作用,根据动量守恒得: 根据机械能守恒定律得: =+ 解得:m/s m/s (3)A返回水平面的速度等于传送带的速度,m/s 追上滑块B前,滑块B的速度在-0.6m/s与3m/s间变化 A粘住B时,m/s,机械能损失最大,则, 得:v′=0.6m/s 此时m/s A、B、C及弹簧系统机械能的最小值:Emin=mCv+(mA+mB) v′2=9.18J A粘住B时,m/s,机械能损失最小,△E损=0 A、B、C及弹簧系统机械能的最大值Emax=+=13.5J A、B、C及弹簧系统机械能范围:9.18J≤E≤13.5J
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某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究.他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v-t图象,如图所示(除2s-10s时间段图象为曲线外,其余时间段图象均为直线).已知在小车运动的过程中,2s-14s时间段内小车的功率保持不变,在14s末停止遥控而让小车自由滑行,小车的质量为1.0kg,可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变.求:

(1)小车所受到的阻力大小和小车匀速行驶阶段的功率;

(2)小车在整个运动过程中牵引力做的功.

 

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一列简谐横波,某时刻的波形图象如图甲所示,从该时刻开始计时,波上A质点的振动图象如图乙所示,则:

(1)若此波遇到另一列简谐横波并发生稳定干涉,则该波所遇到的波的频率为多少?

(2)从该时刻起,再经过t=4.6s,P质点通过的路程为多少?

(3)若t=0时振动刚刚传到A点,从该时刻起再经多长时间横坐标为60m的质点(未画出)第二次位于波谷?

 

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如图所示,在半径为R,质量分布均匀的某星球表面,有一倾角为θ的斜坡.以初速度v0向斜坡水平抛出一个小球.测得经过时间t,小球垂直落在斜坡上的C点.求:

(1)小球落到斜坡上时的速度大小v;

(2)该星球表面附近的重力加速度g

(3)卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的速度v

 

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为了测量两个质量不等沙袋的质量,由于没有可直接测量的工具(如天平、弹簧秤等),某实验小组应用下列器材测量:轻质定滑轮(质量和摩擦可忽略)、一套总质量为m=0.5kg砝码,细线、米尺、秒表,他们根据所学的物理知识改变实验条件进行多次测量,选择合适的变量得到线性关系,作出图线并根据图线的斜率和截距求出沙袋的质量(g10m/s2).具体操作如下:

 

1)实验装置如图所示,设左右两边沙袋的质量分别为m2m1

2)从m中取出质量为m的砝码放在右边沙袋中(剩余砝码都放在左边沙袋中,发现质量为m1的沙袋下降,质量为m2的沙袋上升(质量为m1的沙袋下降过程未与其他物体相碰);

3)用米尺测出质量为m1的沙袋从静止开始下降的距离h,用秒表测出质量为m1的沙袋下降距离h所对应的时间t,则可求沙袋的加速度大小为a= ______

4)改变右边砝码的质量m,测量相应的加速度a,得到多组ma的数据,作出“am”图线______

5)若求得图线的斜率k=4m/kg•s2,截距为b=2m/s2,沙袋的质量m1= ______  kgm2= ______ kg

 

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气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采用的实验步骤如下:

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,同时分别记录滑块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挡板时计时结束,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及其符号是_________________.

(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是________________,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因有__________________(至少答出两点).

 

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