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/s
2,求两球粘在一起后,悬绳的最大拉力为多大?
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m
1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m
2静置于轨道的水平部分,再将入射球m
1从斜轨上S位置静止释放,与小球m
2相碰,并多次重复.
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m
1、m
2B.测量小球m
1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m
1、m
2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,m
1=45.0g,m
2=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m
1的动量分别为p
1与p
1′,则p
1:p
1′=
:11;若碰撞结束时m
2的动量为p
2′,则p
1′:p
2′=11:
.
实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值
为
.
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m
2平抛运动射程ON的最大值为
cm.
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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m
A、m
B.
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L
1.
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t
1和t
2.
(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( )
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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