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如图所示,木板靠墙放在光滑水平面上,A靠墙放在C上,B靠A放在C上,A、B可视为...

如图所示,木板靠墙放在光滑水平面上,A靠墙放在C上,BA放在C上,AB可视为质点,ABC之间的动摩擦因数均为μ=0.1mA=3kgmB=1kgmC=2kg、木板长L=3.5mAB之间有少量TNT炸药,爆炸后(ABC质量不变)有E=6J能量转化为AB的动能,A获得动能后立刻与墙壁发生弹性碰撞,重力加速度g=10m/s2

(1)求爆炸后瞬间,AB各自的速度大小;

(2)求最终ABC各自的速度;

(3)如果距墙壁x处有一高度低于木板C厚度的障碍物(图中未画出)木板C与之碰撞后立即静止,求B克服摩擦力做功的表达式。

 

(1)vA=1m/s,vB=3m/s;(2)A、B、C最终的速度都为1m/s,方向向右;(3)见解析 【解析】 (1)设炸药爆炸后瞬间,A、B的速度大小分别为vA、vB,由动量守恒定律得 mAvA=mBvB 解得 vA=1m/s,vB=3m/s (2)由题意可知,A与墙壁发生弹性碰撞,则以=1m/s的速度大小向右运动,由牛顿第二定律可知 aA=aB=μg=1m/s2 木板C的加速度大小 首先A、C共速,则 解得 t= 这段时间内木板C的位移 此时木板C的速度 先假设A与墙壁碰撞后三者可以共速,由动量守恒定律有: 解得v共=1m/s A、C共速后的加速度为 A、C共速到三者共速,C的位移为 解得 m A、B、C三者共速时C的总位移为 xC=x1+x2=1.5m A、B、C三者共速时B的总位移为 m xC+L>xB 即三者最后能共速,A、B、C最终的速度都为1m/s,方向向右 (3)①若,即A、B、C三者共速后C才撞上障碍物,C立即停止运动,A、B则有相同的运动情况,对B,此时发生的位移 即B不会从木板C上掉下来,此时A也同时停下,A、B不会相碰,所以整个过程B克服摩擦力做的功为 ②若A、B、C三者共速前C就与障碍物相撞,且最终B刚好能从C上掉下来,则B的位移恰好为x,对B动能定理有 得 x=4.5m 当5m>x≥4.5m时 ③又障碍物不可能在木板内部,所以x必须大于3.5m,故当3.5m≤x≤4.5m时  
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考点分析:
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如图所示,质量为M的导体棒ab,垂直放在相距为的平行光滑金属导轨上,导轨平面与水平面的夹角为θ,并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中。左侧是水平放置的间距为d、板长为2d的平行金属板,RRx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻。

(1)调节Rx=R,释放导体棒,当导体棒沿导轨匀速下滑时,求通过导体棒的电流I及导体棒的速率v

(2)改变Rx,待导体棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为m、电荷量为qq<0)的带电粒子以速度v0沿水平方向从金属板正中间射入,恰好能从金属板右边缘飞出,画出粒子运动的轨迹并求此时的Rx,粒子的重力忽略不计。

 

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实验室有一只灵敏电流计G,其刻度盘上共有30格而无刻度值某同学想将其改装成一个量程为0.6A的电流表。

(1)该同学首先选择多用电表来粗测电流计的内阻,选择欧姆“×10”挡时,示数如图所示,测量结果为Rg=__________Ω

(2)为了更加准确地测出该灵敏电流计G的内阻Rg和量程Ig,该同学设计了如图所示的电路进行测量,其中

①电压表V(量程3V,内阻约15kΩ);

②滑动变阻器R010Ω2A);

③电阻箱R0-999.9Ω);

④电源(电动势E3V,内阻约为0.5Ω

调节滑动变阻器R和电阻箱R,该同学发现当电阻箱阻值为R1=837.5Ω时,电压表示数为U1=1.60V,电流计指针偏转10格;再次调节滑动变阻器R和电阻箱R,当电阻箱阻值为R2=587.5Ω时,电压表示数为U2=2.40V,电流计指针偏转20格;由此可得出该电流计内阻Rg的精确值为__________Ω,量程Ig__________mA(结果保留1位小数);

(3)将该电流计G改装成一个量程为0.6A的电流表时,需并联一个阻值为__________Ω的电阻(结果保留三位有效数字);

(4)把改装后的电流表与标准电流表串联在电路中进行校准,发现改装后电流表的示数总是略小于标准电流表的示数,造成这一现象最可能的原因是__________

 

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某兴趣小组的同学用如图1所示的装置测量当地的重力加速度,实验所用交流电源的频率为50Hz

 

(1)甲同学实验时得到的纸带点迹清晰且第1点与第2点间的距离为1.5cm,则造成该现象的主要操作原因是____________

(2)乙同学按正确操作也得到一条点迹清晰的纸带,在纸带上选取一个点为计时零点,测出后面各点到该计时零点的距离h,及记录各点对应的时刻t,作出图象如图2所示,由实验测得当地重力加速度g=_________ ms2(结果保留两位有效数字),该同学从资料上查得当地的重力加速度为9.8ms2,他发现重力加速度g的测量值与实际值有差异,造成这个差异的原因可能为________________

 

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中国航天科技集团2020117日在北京举行中国航天科技活动蓝皮书(2019年)》发布会记者获悉,嫦娥五号”探测器拟于2020年发射,实施首次月球采样返回。如图所示,假设运载火箭先将“嫦娥五号”月球探测器成功送入太空,由地月转移轨道进入半径为r1=100km的环月圆轨道I后成功变轨到近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ,再从15km高度降至近月圆轨道Ⅲ,最后成功实现登月。若取两物体相距无穷远时的引力势能为零,一个质量为m的质点到质量为M的均匀物体中心的距离为r时,其引力势能表达式为(式中G为引力常量)。已知月球质量为M0,月球半径为R,发射的“嫦娥五号”探测器质量为m0,则下列关于“嫦娥五号”登月过程的说法正确的是(  )

A.“嫦娥五号”探测器在轨道I上运行的动能小于在轨道Ⅲ上运行的动能

B.“嫦娥五号”探测器在轨道Ⅲ上运行时的机械能等于在轨道I上运行时的机械能

C.“嫦娥五号探测器从轨道I上变轨到轨道Ⅲ上时,势能减小了

D.落月的“嫦娥五号”探测器从轨道Ⅲ回到轨道I,需要提供的最小能量是

 

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20202月,中核集团“龙腾2020”科技创新计划——“质子治疗230MeV超导回旋加速器”在原子能院完成设备安装和高频锻炼测试工作(图甲),建成后将有效提升我国医疗领域设备水平,使质子治癌成为人类征服癌症的有效手段之一。回旋加速器主要结构如图乙,两个中空的半圆形金属盒接高频交流电源置于与盒面垂直的匀强磁场中,两盒间的狭缝宽度很小。粒子源S位于金属盒的圆心处,产生的粒子初速度可以忽略。用两台回旋加速器分别加速氕(p)和氚(T)核,这两台加速器的金属盒半径、磁场的磁感应强度、高频交流电源的电压均相等,不考虑相对论效应,则氕(p)和氚(T)核(  )

A.所能达到的最大动能相等

B.所能达到的最大动量大小相等

C.氕核受到的最大洛伦兹力大于氚核

D.在达到最大动能的过程中通过狭缝的次数相等

 

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