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如图,质量为m的A球下面固定一轻质弹簧,用长度为l的轻绳穿过弹簧连接在B球上,弹...

如图,质量为mA球下面固定一轻质弹簧,用长度为l的轻绳穿过弹簧连接在B球上,弹簧原长远小于轻绳长度(绳未连接在弹簧上)B球离地面的高度也为1;手拿A球,A球与B球处于静止状态,将A球由静止释放,B球与地面每次碰撞时反弹速度前速度的一半,B球第一次触地反弹后在空中与A球发生碰撞,碰撞后瞬间弹簧被用缩到最短,此时弹簧锁定。然后A球与B球一起下落,B球第二次触地反弹后的瞬间,弹簧解除锁定,同时轻绳断裂,A球被弹起。整个过程AB球都保持竖直方向,且A球一直在上,B球在下,所有碰时间均不计。(重力加速度为g,最后结果可以用根号表示)

(1)B球第一次触地后到B球与A球碰撞的时间;

(2)要求B球与A球碰撞后瞬间弹簧被压缩到最短时弹簧的势能达到最大,求B球的质量M满足的条件和弹簧势能的最大值Ep

(3)在B球的质量M满足(2)问的条件下,求B球第二次触地反弹后A球被弹起的最大高度。

 

(1)(2)M=8m;2mgl(3)12.5l 【解析】 (1)B球第一次触地时的速度 此时A的速度也为 B球反弹的速度 则两球第一次相遇时: 解得 (2)两球相遇时的速度 当弹簧压缩到最短时,两球共速,设向上为正方向,由动量守恒定律 当弹簧的弹性势能最大时,则v=0,解得: M=8m 此时弹簧的最大弹性势能: (3)两球第一次相遇 时离地面的高度: 则第二次落地的速度 此时两球反弹速度为 此时解除锁定后,弹簧的弹性势能转化为AB的动能,则由能量关系: 由动量守恒: 解得 A上升的高度: 解得  
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考点分析:
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如图所示,两块等大且平行正对的金属板水平放置,金属板间有竖直向下的匀强电场,电场强度大小为。以下板金属板的中轴线为x,金属板右侧第一象限内存在一足够大的匀强磁场。现有一重力不计的绝缘带电粒子, 质量为m,带电荷量为-q,从下金属板上表面的电场中坐标位置(-L,0)处以初速度v0沿x轴正方向开始运动。

求:(1)带电粒子进入磁场时的位置坐标(L表示)以及带电粒子进人磁场时的速度大小;

(2)若要使带电粒子能垂直打到x轴上,计算匀强磁场的磁感应强度B的大小。

 

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(1)测量电源的电动势E及内阻r的实验中,按图甲所示的电路图连好实验电路,合上开关,电流表和电压表的读数正常,当将滑动变阻器的滑动触头由A端向B端逐渐滑动时,发现电流表的示数逐渐增大,而电压表的示数几乎不变,直到当滑动触头滑至临近B端时电压表的示数急剧变化,这种情况很难读出电压数值分布均匀的几组不同的电流、电压值,出现上述情况的原因可能是_______

A.电源内阻太小                B.滑动变阻器阻值太大

D.电流表内阻不够小            C.电压表内阻不够大

             

为了更好地测出电源的电动势E及内阻r,增加了一个固定电阻R0,改变了电路,顺利完成实验。

(2)用笔画线代替导线,在图乙中完成增加R0后的实物连线_____

(3)调节滑动变阻器,电压表和电流表的示数记录如下(已知R0=1.0Ω):

表中的数据已描绘在图所示的方格纸上;可求得电动势E=_________V,内阻r=_______Ω

 

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为验证两小球碰撞过程中动量守恒”,某同学用如图的装置进行如下的实验操作:

①、先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于靠近槽口处,然后让木板绕与地面交点向右转动一定角度,然后固定木板,使小球a从斜槽轨道上某固定点A处静止释放,撞到木板井在白纸上留下点迹P1

②、然后把半径相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端B,让小球a仍从原固定位置由静止开始滚下,与小球b相碰后,两球撞在木板上得到痕迹MN

③、用天平测得ab两小球的质量分别为mamb;

④、该同学建立一个直角坐标系,如图所示,并将刻度尺测得的数据标在坐标

纸上,坐标值为B(O,h),P(x1,y1),M(x2,y2),N(x3,y3)

(1)本实验中所选用的两小球质量关系为ma_____mb(“>”“<”“=”)

(2)小球a下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果_________(不会”)产生误差。

(3)用本实验中所测得的量来验证两球碰撞过程动量守恒,其表达式为____________________

   

 

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如图所示,金属导轨倾斜固定,倾角为α=53°,导轨上开有狭槽,内置一小球,小球与狭槽间的动摩擦因数μ=。绳子一端与球相连,小孩稳稳拉住绳另一端与小球一起下滑,稳定时小孩与小球相对静止,此时绳与竖直方向夹角为β。假设小球质量为m,小孩质量为4m,绳的质量及空气力忽略不计,sin53°=0.8cos53°=0.6,重力加速度为g,则下列说法正确的是( 

A.绳与竖直方向夹角β=30° B.小孩与小球一起下滑稳定时的加速度大小为0.35g

C.稳定时绳的拉力大小为3mg D.稳定时绳的拉力大小为2mg

 

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字宙空间有一种由三颗星体ABC组成的三星体系,它们分别位于等边三角形ABC的三个顶点上,绕一个固定且共同的圆心O做匀速圆周运动,轨道如图中实线所示,其轨道半径rA>rB>rC,忽略其他星体对它们的作用,可知这三颗星体(    

A.加速度大小关系是aA>aB>aC B.线速度大小关系是vA>vB>vC

C.质量大小关系是mA>mB>mC D.所受万有引力合力的大小关系是FA>FB>FC

 

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