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光滑水平面上有一质量为M滑块,滑块的左侧是一光滑的圆弧,圆弧半径为R=1m。一质...

光滑水平面上有一质量为M滑块,滑块的左侧是一光滑的圆弧,圆弧半径为R1m。一质量为m的小球以速度v0向右运动冲上滑块。已知M4mg10ms2若小球刚好没跃出圆弧的上端,求:

1)小球的初速度v0是多少?

2)滑块获得的最大速度是多少?

 

(1)5m/s(2)2m/s 【解析】试题分析:(1)当小球上升到滑块上端时,小球与滑块水平方向速度相同,设为v1,以小球的初速度方向为正方向,在水平方向上,由动量守恒定律得:mv0=(m+M)v1…① 由机械能守恒定律得: mv02=(m+M)v12+mgR …②, 代入数据解得:v0=5m/s …③; (2)小球到达最高点以后又滑回,滑块又做加速运动,当小球离开滑块后滑块速度最大.研究小球开始冲上滑块一直到离开滑块的过程,以小球的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得: mv0=mv2+Mv3…④ 由机械能守恒定律得: mv02=mv22+Mv32…⑤ 解得: …⑥
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考点分析:
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如图甲所示,质量mB=1kg的平板小车B在光滑水平面上以v1=1m/s的速度向左匀速运动.当t=0时,质量mA=2kg的小铁块Av2=2m/s的速度水平向右滑上小车,A与小车间的动摩擦因数为μ=0.2A最终没有滑出小车,取水平向右为正方向,g10m/s2求:

    

A在小车上停止运动时,小车的速度大小

②在图乙所示的坐标纸中画出1.5s内小车B运动的速度一时间图象.

 

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某同学设计如图 ()所示的装置,通过半径相同的AB两球的碰撞来探究碰撞过程中的不变量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹.重复上述操作10次,得到10个落点痕迹,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,AB球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次.图中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,B球落点痕迹如图 ()所示,其中米尺水平放置,且平行于GRO所在的平面,米尺的零点与O点对齐.

(1)碰撞后B球的水平射程是________cm.

(2)在以下的选项中,本次实验必须进行的测量是________

A.水平槽上未放B球时,A球落点位置到O点的距离

BA球与B球碰撞后,AB两球落点位置到O点的距离

CAB两球的质量    

DG点相对于水平槽面的高度

(3)若本实验中测量出未放B球时A球落点位置到O点的距离为xA,碰撞后AB两球落点位置到O点的距离分别为xAxBAB两球的质量分别为mAmB,已知AB两球半径均为r,则通过式子_________即可验证AB两球碰撞中的不变量。

 

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某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞中的不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,在小车A后连着纸带,推动小车A使之做匀速运动,然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图甲所示.

                               

(1)长木板右端下面垫放一小木片的目的是________________________________

(2)若已获得的打点纸带如图乙所示,A为运动的起点,各计数点间距分别记为ABBCCDDE,用天平测得AB两车的质量分别为mAmB,则需验证的表达式为__________________

 

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气垫导轨是常用的一种试验仪器,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的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示弹簧的长度忽略不计,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

实验中还应测量的物理量是        ; 利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式      ;

 

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如图所示,将质量为m1、初速度大小为v0、仰角为θ的铅球抛入一个装有砂子的总质量为M的静止的砂车中,砂车与水平地面间的摩擦可以忽略。则铅球和砂车的共同速度为_______________;铅球和砂车获得共同速度后,砂车底部出现一小孔,砂子从小孔中流出,当漏出质量为m2的砂子时砂车的速度为_________

 

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