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如图所示,一质量m=1kg的小物块(可视为质点),放置在质量M=4kg的长木板左...

如图所示,一质量m=1kg的小物块(可视为质点),放置在质量M=4kg的长木板左侧。长木板放置在光滑的水平面上初始时,长木板与物块一起以水平速度v0=2m/s向左匀速运动,在长木板的左端上方固定着一障碍物A,当物块运动到障碍物A处时与A发生弹性碰撞(碰撞时间极短,无机械能损失)。而长木板可继续向左运动,取重力加速度g=10m/s²。

(1)设长木板足够长,求物块与障碍物第一次碰撞后,物块与长木板所能获得的共同速率; 

(2)设长木板足够长,物块与障碍物第一次碰撞后,物块向右运动所能达到的最大距离是S=0.4m,求物块与长木板间的动摩擦因数以及此过程中长木板运动的加速度的大小; 

(3)要使物块不会从长木板上滑落,长木板至少应为多长?整个过程中物块与长木板系统产生的内能。

 

(1)1.2m/s(2)1.25m/s²(3)10J 【解析】(1)物块与挡板碰后,小物块与木板组成的系统水平方向动量守恒,以向左为正方向,由动量守恒定律得:Mv0-mv0=(M+m)v, 代入数据解得:v=1.2m/s, (2)物块与障碍物第一次碰撞后,物块向右做减速到速度为0的过程中只有摩擦力做功,由动能定理得: −μmgS=0−mv02 代入数据得:μ=0.5 (3)由题可知,物块多次与障碍物碰撞后,最终将与木板同时都静止,设物块在木板上的相对位移为l,则由能量的转化与守恒得: μmgl=(m+M) v02 代入数据得:l=2m 可知,木板的长度至少为2m 又:Q=μmgl 代入数据得:Q=10J
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考点分析:
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某同学设计了如图甲所示的电路来测量电源电动势E、内阻r和电阻R1的阻值。实验器材有:待测电源(电动势为E,内阻为r);待测电阻R1;电压表V(量程1.5V,内阻很大);电阻箱R(0~99.99Ω);开关S1;单刀双掷开关S2;导线若干。

(1)先测量电阻R1的阻值,请将该同学的操作补充完整。

①闭合S1,将S2切换到a,调节电阻箱,读出其示数R0和对应的电压表示数U1

②保持电阻箱示数不变,将S2切换到b读出电压表的示数U2

③则电阻R1表达式为R1=______

(2)该同学已经测得电阻R1=4.95Ω,继续测量电源电动势E和内阻r做法是:闭合S1,将S2切换到a,多次调节电阻箱,读出多组电阻箱示数R和对应的电压表示数U,由测得的数据,绘出了如图乙所示的图线,则电源电动势E=____V,内阻r=___Ω(保留三位有效数字)

 

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如图所示,用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)下列说法中符合本实验要求的是___________

A.安装轨道时,轨道末端必须水平

B.必要的测量仪器有天平、刻度尺和秒表

C.入射球必须比靶球质量大,且二者的直径必须相同

D.在同一组实验的不同碰撞中,每次入射球必须从同一位置由静止释放

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的竖直投影。实验时,先让入射小球多次从S位置由    静止释放,找到其平均落地点的位置。然后把靶球静置于轨道的末端,再将入射小球从同一位置由静止释放,多次重复,并找到碰撞后两球各自落地点的平均位置。用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置与O点的距离(线段OM、OP、ON的长度),分别用x1x2x3表示。入射小球的质量m1,靶球的质量为m2,若满足关系式__________,则两球碰撞前后系统动量守恒。

 

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如图所示,在x轴上方存在垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场,在x轴下方存在垂直纸面向外的磁感应强度大小为 的匀强磁场。一带负电的粒子(不计重力从原点Ox轴成30°斜向上射入磁场,且在x轴上方运动的半径为R。则(    )

A. 粒子经偏转一定能回到原点O

B. 粒子完成一次周期性运动的时间为

C. 粒子射入磁场后,第二次经过x轴时与O点的距离为3R

D. 粒子在x轴上方和下方的磁场中运动的半径之比为1∶2

 

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如图所示,两条电阻不计的平行导轨与水平面成 θ 角,导轨的一端连接定值电阻 R1 ,匀强磁场垂直穿过导轨平面.一根质量为 m、电阻为 R2 的导体棒 ab,垂直导轨放置,导体棒与导轨之间的动摩擦因数为 μ,且 R2 = 2R1.如果导轨以速度 v 匀速下滑,导轨此时受到的安培力大小为 F,则以下判断正确的是 

A. 电阻R1消耗的热功率为Fv/3

B. 整个装置消耗的机械功率为Fv

C. 整个装置因摩擦而消耗的热功率为

D. 若使导体棒以 v 的速度匀速上滑,则必须施加沿导轨向上外力F=2F

 

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如图所示为电场中的一条电场线,电场线上等距离分布MNP 三个点,其中 N 点的电势为零,将一负电荷从 M 点移动到 P 点,电场力做负功,以下判断正确的是 

A. 负电荷在 P 点受到的电场力一定小于在 M 点受到的电场力    B. M 点的电势一定小于零

C. 正电荷从 P 点移到 M 点,电场力一定做负功    D. 负电荷在 P 点的电势能一定大于零

 

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