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如图所示,A、B为两个大小可视为质点的小球,A的质量M=0.6kg,B的质量m=...

如图所示,A、B为两个大小可视为质点的小球,A的质量M=0.6kg,B的质量m=0.4kg,B球用长l=1.0m的轻质细绳吊起,当B球处于静止状态时,B球恰好与光滑弧形轨道PQ的末端点P(P端切线水平)接触但无作用力.现使A球从距轨道P端h=0.20m的Q点由静止释放,当A球运动到轨道P端时与B球碰撞,碰后两球粘在一起运动.若g取10m/s2,求两球粘在一起后,悬绳的最大拉力为多大?

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由机械能守恒定律可以求出A的速度,由动量守恒定律求得碰后的共同速度的大小,由牛顿第二定律可以求出球受到的拉力,然后由牛顿第三定律求出球对绳子的拉力. 【解析】 A球沿轨道下滑的过程中,机械能守恒,设其刚与B球碰撞时的速度大小为vA, 由机械能守恒定律得:Mgh=MvA2 , 解得vA==2.0m/s; 两球相碰撞的过程,系统沿水平方向动量守恒,设碰撞后的共同速度大小为v, 由动量守恒定律得:MvA=(M+m)v,解得v=1.2m/s, 设两球碰撞后开始一起运动的瞬间所受细绳的拉力为T, 根据牛顿第二定律对两球碰撞后的瞬间有 T-(M+m)g=(M+m), 解得:T=11.44N, 根据牛顿第三定律可知,两球对细绳的拉力大小T′=11.44N; 答:两小球碰撞后开始一起运动的瞬间,两球对细绳的拉力为11.44N.
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考点分析:
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两磁铁各放在一辆小车上,小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg,乙车和磁铁的总质量为1.0kg.两磁铁的N极相对,推动一下,使两车相向运动.某时刻甲的速率为2m/s,乙的速率为3m/s,方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰.求:
(1)两车最近时,乙的速度为多大?
(2)甲车开始反向运动时,乙的速度为多大?
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如图1,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.
①实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的.但是,可以通过仅测量    (填选项前的符号),间接地解决这个问题.
A.小球开始释放高度h
B.小球抛出点距地面的高度H
C.小球做平抛运动的射程
②图10中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量平抛射程OP.
然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放,与小球m2相碰,并多次重复.
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接下来要完成的必要步骤是    .(填选项前的符号)
A.用天平测量两个小球的质量m1、m2
B.测量小球m1开始释放高度h
C.测量抛出点距地面的高度H
D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
E.测量平抛射程OM,ON
③若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为    (用②中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为    (用②中测量的量表示).
④经测定,m1=45.0g,m2=7.5g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图2所示.碰撞前、后m1的动量分别为p1与p1′,则p1:p1′=    :11;若碰撞结束时m2的动量为p2′,则p1′:p2′=11:   
实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值manfen5.com 满分网   
⑤有同学认为,在上述实验中仅更换两个小球的材质,其它条件不变,可以使被碰小球做平抛运动的射程增大.请你用④中已知的数据,分析和计算出被碰小球m2平抛运动射程ON的最大值为     cm. 查看答案
气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来探究碰撞中的不变量,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平.
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止地放置在气垫导轨上.
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
(1)实验中还应测量的物理量是   
(2)利用上述测量的实验数据,得出关系式    成立,即可得出碰撞中守恒的量是mv的矢量和,上式中算得的A、B两滑块的动量大小并不完全相等,产生误差的原因是   
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斜向上发射一物体,不计空气阻力,当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成a、b两块,质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向.则( )
A.b的速度方向一定与原速度方向相反
B.从炸裂到落地的这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大
C.a,b一定同时到达水平地面
D.在炸裂过程中,a,b受到爆炸力的冲量大小一定相等
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矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成,将其放在光滑的水平面上,质量为m的子弹水平射向滑块,若射击上层,则子弹刚好不穿出,若射击下层,则子弹整个儿刚好嵌入,如图甲、乙所示,则上述两种情况相比较,下列说法正确的是( )
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A.两次子弹对滑块做的功一样多
B.子弹嵌入下层过程中对滑块做的功多
C.两次滑块所受的冲量一样多
D.子弹击中上层过程中系统产生的热量多
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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