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如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙。木板质量...

如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙。木板质量为m,重物质量为的3m,重物与木板间的动摩擦因数为。使木板与重物以共同的速度向右运动,某时刻木板与墙发生弹性碰撞,碰撞时间极短。设木板足够长,重物始终在木板上,重力加速度为g。求:   

1)木板第一次和墙碰撞时受到墙的弹力冲量I

2)木板和墙第一次碰后向左运动的最大距离x1

3)木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间t

4)要使重物始终在木板上,求木板的最小长度L

 

(1)2mv0,方向向左(2)(3)(4) 【解析】 (1)规定向右为正方向,由动量定理得: I=m(-v0)-mv0=-2mv0 木板第一次和墙碰撞时受到墙的弹力冲量大小为2mv0,方向向左 (2)当木板与墙第一次碰后速度为0时,向左运动距离最大。由动能定理: -μ3mg x1=0- 解得 (3)木板第一次与墙碰撞后,向左匀减速直线运动,直到静止,再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度v,规定向右为正方向,由动量守恒: 得 设此时木板向左运动距离为x,经过的时间为t1,由动能定理得 得 由动量定理得: 得 再往后是匀速直线运动,经过t2第二次撞墙: 所以有 (4)由能量守恒定律: 得  
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考点分析:
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如图所示,一条固定的光滑轨道由圆弧轨道和水平轨道组成,三个大小相同的滑块ABCA的质量为2mBC的质量为m,滑块BC原来静止,B右端栓接一轻弹簧;滑块A从距离水平轨道高h处无初速度释放,滑块A与滑块B相碰并粘接在一起,碰撞时间极短,然后继续运动到弹簧与滑块C相互作用。已知重力加速度g,求:

1)滑块A与滑块B碰撞刚结束时的速度vAB

2)弹簧被压缩至最短时的弹性势能Ep

3)滑块C离开弹簧时的速度vC

 

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一列简谐横波在时的波形图如图所示。介质中x=2m处的质点P沿轴方向做简谐运动的表达式为cm。介质中x=6m处的质点刚好开始振动。求:

1)这列波的波速;

2)从时开始,到介质中x=20m处的质点第一次到达波谷所需的时间。

 

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某同学利用如图所示的装置测量当地的重力加速度,实验步骤如下:

A.按装置图安装好实验装置;

B.用游标卡尺测量小球的直径d

C.用米尺测量悬线的长度L

D.让小球在竖直平面内小角度摆动。当小球经过最低点时开始计时,并计数为0,此后小球每经过最低点一次,依次计数123……。当数到20时,停止计时,测得时间为t

E.多次改变悬线长度,对应每个悬线长度,都重复实验步骤CD

F.计算出每个悬线长度对应的t2

G.以t2为纵坐标、L为横坐标,作出t2L图线。

结合上述实验,完成下列任务:

1)用20分度的游标卡尺测量小球的直径。某次测量的示数如下图所示,读出小球直径d的值为______cm

2)该同学根据实验数据,利用计算机作出t2L图线如图所示。根据图线拟合得到方程t2403.3L1.63。由此可以得出当地的重力加速度g__________ m/s2。(取π2 9.86,结果保留3位有效数字)

3)从理论上分析图线没有过坐标原点的原因,下列分析正确的是_____

A.不应在小球经过最低点时开始计时,应该在小球运动到最高点开始计时;

B.开始计时后,不应记录小球经过最低点的次数,而应记录小球做全振动的次数;

C.不应作t2L图线,而应作t2L+d)图线;

D.不应作t2L图线,而应作tL图线。

 

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两位同学用如图所示装置,通过半径相同的AB两球的碰撞来验证动量守恒定律。

1)为了完成本实验,下列必须满足的条件是_______

A.斜槽轨道末端的切线必须水平

B.入射球和被碰球的质量必须相等

C.入射球和被碰球大小必须相同

D.入射球每次必须从轨道同一位置由静止滚下

2)实验中测得入射球A的质量为m1,被碰撞小球B的质量为m2,图中O点是小球抛出点在水平地面上的垂直投影。实验时,先让入射球A从斜轨上的起始位置由静止释放,找到其平均落点的位置P,测得平抛射程为OP;再将入射球A从斜轨上起始位置由静止释放,与小球B相撞,分别找到球A和球B相撞后的平均落点MN,测得平拋射程分别为OMON。当所测物理量满足表达式_______时,即说明两球碰撞过程动量守恒;如果满足表达式_______时,则说明两球的碰撞为完全弹性碰撞。

 

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做简谐振动的水平弹簧振子,其振子的质量为m,振动过程中的最大速率为v,从某一时刻算起,在半个周期内

A.弹力的冲量一定为零

B.弹力的冲量大小可能是零到2mv之间的某一个值

C.弹力所做的功一定为零

D.弹力做功可能是零到之间的某一个值

 

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