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如图所示,内壁粗糙、半径R=0.4 m的四分之一圆弧轨道AB在最低点B与光滑水平...

如图所示,内壁粗糙、半径R=0.4 m的四分之一圆弧轨道AB在最低点B与光滑水平轨道BC相切。质量m2=0.2 kg的小球b左端连接一轻质弹簧,静止在光滑水平轨道上,另一质量m1=0.2 kg的小球a自圆弧轨道顶端由静止释放,运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力为小球a重力的2倍,忽略空气阻力,重力加速度g=10 m/s2。求:

(1)小球aA点运动到B点的过程中,摩擦力做功Wf

(2)小球a通过弹簧与小球b相互作用的过程中,弹簧的最大弹性势能Ep

(3)小球a通过弹簧与小球b相互作用的整个过程中,弹簧对小球b的冲量I

 

(1) (2)EP=0.2J (3) I=0.4N⋅s 【解析】 (1)小球由静止释放到最低点B的过程中,据动能定理得 小球在最低点B时: 据题意可知,联立可得 (2)小球a与小球b把弹簧压到最短时,弹性势能最大,二者速度相同, 此过程中由动量守恒定律得: 由机械能守恒定律得 弹簧的最大弹性势能Ep=0.4J 小球a与小球b通过弹簧相互作用的整个过程中,a球最终速度为,b求最终速度为,由动量守恒定律 由能量守恒定律: 根据动量定理有: 得小球a通过弹簧与小球b相互作用的整个过程中,弹簧对小球b的冲量I的大小为I=0.8N·s  
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如图所示,一物体从固定斜面顶端由静止开始经过下滑到底端,已知斜面的倾角,斜面长度,取重力加速度,求:

1)物体与斜面间的动摩擦因数

2)下滑过程中损失的机械能与减少的重力势能的比值;

3)下滑过程中合外力冲量的大小与重力冲量大小的比值。

 

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卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。发现质子的核反应为:。已知氮核质量为mN=14.00753u,氧核的质量为mO=17.00454u,氦核质量mHe=4.00387u,质子(氢核)质量为mp=1.00815u。(已知:1uc2=931MeV,结果保留2位有效数字)求:

1)这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应?相应的能量变化为多少?

2)若入射氦核以v0=3×107m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧核和质子同方向运动,且速度大小之比为1:50。求氧核的速度大小。

 

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在某次光电效应实验中,得到的遏止电压U0与入射光的频率ν的关系如图所示.若该直线的斜率和纵截距分别为kb,电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量可表示为________,所用材料的逸出功可表示为________

 

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如图1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:

先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1A点由静止滚下,使它们碰撞,重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、NO点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。

(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是________

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下  

B.斜槽轨道必须光滑

C.斜槽轨道末端必须水平                    

D.小球1质量应大于小球2的质量

(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有________

A.A、B两点间的高度差h1          

B.B点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1、m2      

D.小球1和小球2的半径r

(3)当所测物理量满足表达式__________________________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式_______________________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失。

(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图2所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤12的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为 。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为________________________________(用所测物理量的字母表示)

 

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如图甲所示,物体受到水平拉力F的作用,沿水平面做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测得力F和物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示。取重力加速度,(    )

A. 物体的质量m=0.5kg

B. 物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2

C. 03s内拉力F对物体做的功为1 J

D. 03s内拉力F的冲量大小为6 Ns

 

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