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质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车的上表面是一光滑的曲面,末端是水平的,如...

质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车的上表面是一光滑的曲面,末端是水平的,如图所示,小车被挡板P挡住,质量为m。物体从距地面高H处自由下落,然后沿光滑的曲面继续下滑,物体落地点与小车右端距离x0,若撤去挡板P,物体仍从原处自由下落,求物体落地时落地点与小车右端距离是多少?

 

【解析】 小车被挡板P挡住时,设小球滑离小车时的速度v1,车尾部(右端)离地面高为h. 小球从最高点下落至滑离小车时机械能守恒,则有 ① 由平抛运动的规律得 x0=v1t    ②  ③ 联立解得: 设去掉挡板P时小球离开小车时速度为v2,小车速度为v′2,小球从最高点至离开小车之时系统的机械能守恒  ④ 小球与小车相互作用过程中水平方向动量守恒,取水平向左为正方向,则得 Mv′2-mv2=0.   ⑤ 得 小球离开车后对地平抛运动,则有 x2=v2t′ ⑥ ⑦ 车在t′时间内向前的位移 x′2=v′2t′ ⑧ 此种情况下落地点距车右端的距离   ⑨  
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考点分析:
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某课外小组经长期观测,发现靠近某行星周围有众多卫星,且相对均匀地分布于行星周围,假设所有卫星绕该行星的运动都是匀速圆周运动,通过天文观测,测得离行星最近的一颗卫星的运动半径为R1,周期为T1,已知万有引力常为G.求:

行星的质量;

若行星的半径为R,行星的第一宇宙速度;

通过天文观测,发现离行星很远处还有一颗卫星,其运动半径为R2,周期为T2,试估算靠近行星周围众多卫星的总质量.

 

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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:先安装好实验装置,在水平面上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,在白纸上记录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,并落在水平面上。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P点;

步骤2:把小球2放在斜槽末端B点,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MN点;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置MPNO点的距离,即OMOPON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.小球1的质量应大于小球2的质量

2)上述实验除需测量OMOPON的长度外,还需要测量的物理量有______

A.B点距地面的高度h

B.小球1和小球2的质量、

C.小球1和小球2的半径r

3)当所测物理量满足表达式_______用实验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_____用实验所测量物理量的字母表示时,即说明两球碰撞时无机械能损失。

 

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如图所示为验证机械能守恒定律的实验装置。现有器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平。

1)为完成实验,还需要的器材有______

A.米尺

B.直流电源

C.秒表

D.交流电源

2)某同学用图中所示装置打出的一条纸带如图所示,相邻两点之间的时间间隔为0.02s,根据纸带计算出打下D点时重物的速度大小为______。(结果保留三位有效数字)

3)采用重物下落的方法,根据公式mv2=mgh验证机械能守恒定律,对实验条件的要求是______,为验证和满足此要求,所选择的纸带第12点间的距离应接近______

4)该同学根据纸带算出了相应点的速度,作出图像如图所示,则图线斜率的物理意义是______

 

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如图所示,细线上端固定于O点,其下端系一小球,静止时细线长L.现将悬线和小球拉至图中实线位置,此时悬线与竖直方向的夹角θ=60°,并于小球原来所在的最低点处放置一质量相同的泥球,然后使悬挂的小球从实线位置由静止释放,它运动到最低点时与泥球碰撞并合为一体,它们一起摆动中可达到的最大高度是(  )

A. B. C. D.

 

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如图所示,质量相同的两木块从同一高度同时开始自由下落,至某一位置时A被水平飞来的子弹击中(未穿出),则AB两木块的落地时间tAtB的比较,正确的是(  )

A.tAtB B.tAtB C.tAtB D.无法判断

 

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