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    10．如图，轻质细杆上端固定在O处的水平转轴上，下端连接一质量可忽略的力传感器P（可测出细杆所受拉力或压力大小）和质量m=1kg的小球，小球恰好没有触及水平轨道．轻杆可绕O处的转轴无摩擦在竖直面内转动，小球的轨道半径R=0.5m．在水平轨道左侧某处A固定一高度H=1.5m的光滑曲面，曲面底端与水平轨道平滑连接．质量与小球相同的物块从曲面顶端由静止释放，物块与水平轨道间的动摩擦因数 μ=0.5，物块滑到B处时与小球发生弹性正碰，碰后小球连杆绕O点做圆周运动．重力加速度g=10m/s2．
    （1）若AB间的距离s=1m，求物块与小球碰后瞬间力传感器显示的力的大小．
    （2）多次改变光滑曲面在水平轨道左侧的位置并固定，每次都使物块从曲面顶端由静止释放，若有两次小球通过最高点C时力传感器中显示力的大小都为6N，求这两次AB间的距离s1和s2．

    分析 （1）根据动能定理求出物块与小球碰撞前的速度，结合动量守恒定律和能量守恒求出碰撞后小球的速度，结合牛顿第二定律求出传感器显示的力的大小．
    （2）小球在C处细杆可能表现为拉力，可能表现为支持力，结合牛顿第二定律、动量守恒、能量守恒求出两次AB间的距离s1和s2．

    解答 解：（1）设物块从静止释放运动到B处的速度为v0，由动能定理得mgH-μmgs=$\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}$  ①
    设物块与小球碰后的速度分别为v和v1，由动量守恒和动能守恒可得mv0=mv+mv1 ②
    $\frac{1}{2}m{v_0}^2=\frac{1}{2}m{v^2}+\frac{1}{2}m{v_1}$2 ③
    由牛顿第二定律得 F-mg=$\frac{{m{v_1}^2}}{R}$    ④
    解得力传感器显示的力大小F=50N    ⑤
    （2）设小球从B运动到C处时速度为v2，由机械能守恒定理得$\frac{1}{2}m{v_1}^2=mg•2R+\frac{1}{2}m{v_2}$2 ⑥
    ①若C处细杆对小球作用力为拉力，由牛顿第二定律得mg+F=$\frac{{m{v_2}^2}}{R}$      ⑦
    则由①②③⑥⑦式联立解得 s1=0.2m            ⑧
    ②若C处细杆对小球作用力为支持力，由牛顿第二定律得mg-F=$\frac{{m{v_2}^2}}{R}$    ⑨
    则由①②③⑥⑨式联立解得   s2=0.8m．
    答：（1）物块与小球碰后瞬间力传感器显示的力的大小为50N．
    （2）这两次AB间的距离s1和s2分别为0.2m、0.8m．

    点评 本题考查了动量守恒、能量守恒、机械能守恒、动能定理、牛顿第二定律的综合运用，知道弹性碰撞过程中动量守恒、能量守恒，以及知道最高点杆子可以表现为拉力，也可以表现为支持力．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    20．甲、乙两质点从同一位置、同时沿同一直线运动，速度随时间变化的v-t图象如图所示，其中甲质点的图象平行于t轴，乙质点的图象在0～3s内为直线，在3s～6s内为曲线．关于两质点的运动情况，下列说法正确的是（　　）
    A．乙在0～3s的初、末位置中点的速度为$\sqrt{10}$ m/s
    B．乙在3s～6s时间内的加速度一直减小
    C．乙在3s～6s时间内的平均速度大于1 m/s
    D．在0～3s内，甲、乙之间的最大距离为$\frac{25}{4}$m

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．关于静电场，下列说法错误的是（　　）
    A．电势等于零的物体可能带正电
    B．电场强度为零的点，电势一定为零
    C．同一电场线上的各点，电势一定不等
    D．负电荷沿电场线方向移动时，电势能一定增加

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    18．某学生实验小组利用图1所示电路，测量多用电表内电池的电动势和电阻“×1k”挡内部电路的总电阻．使用的器材有：
    多用电表；
    电压表：量程5V，内阻十几千欧；
    滑动变阻器：最大阻值5kΩ；导线若干．
    回答下列问题：

    （1）将多用电表挡位调到电阻“×1k”挡，再将红表笔和黑表笔短接，调零点．
    （2）将图1中多用电表的红表笔和1（选填“1”或“2”）端相连，黑表笔连接另一端．
    （3）将滑动变阻器的滑片调到适当位置，使多用电表的示数如图2所示，这时电压表的示数如图3所示．多用电表和电压表的读数分别为15.0kΩ和3.60 V．

    （4）调节滑动变阻器的滑片，使其接入电路的阻值为零．此时多用电表和电压表的读数分别为12.0kΩ和4.00V．从测量数据可知，电压表的内阻为12.0 kΩ．
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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    5．做匀变速直线运动的小车带动纸带通过打点计时器，打出的部分计数点如图所示．每相邻两计数点间还有四个点未画出来，打点计时器使用的是50Hz的低压交流电．（结果均保留两位小数）

    （1）已知打点计时器电源频率为50Hz，则纸带上每相邻两计数点间的时间间隔为0.1s．
    （2）求打点计时器打“2”时，小车的速度v2=0.49m/s．
    （3）小车的加速度大小为0.88m/s2（要求用逐差法求加速度）．
    （4）请你依据本实验原理推断第7计数点和第8计数点之间的距离大约是9.74cm．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    15．某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ．步骤如下：
    （1）用游标为20分度的卡尺测量其长度如图甲，由图可知其长度L=50.15mm；
    （2）用螺旋测微器测量其直径如图乙所示，由图可知其直径D=4.700mm；

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    B．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，作出弹力和弹簧长度的关系图象也能求弹簧的劲度系数
    C．在“探究功与速度变化的关系”的实验中，所选用的橡皮筋规格应相同
    D．在“验证机械能守恒定律”的实验中，可以由公式v=gt求出打某点时纸带的速度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    2．在探究“决定导体电阻的因素”实验中，我们经常用到刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器、电压表、电流表等测量工具．

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    ①同学们截取了约1m长的电阻丝，首先利用多用电表的欧姆挡粗测其阻值，下列操作或说法中正确的是CD
    A．测量前检查表针是否停在左端的“0”位置，如不在则要进行欧姆调零
    B．若用欧姆表“×l”挡测量，指针恰好在刻度30～50的正中，则待测电阻为40Ω
    C．若用欧姆表“×10”挡测量，指针偏转角度过大，应换成“×1”挡
    D．每次改变不同倍率的欧姆档后都要重新进行欧姆调零
    ②若同学们粗测得该段电阻丝的阻值约为3Ω，然后用伏安法测定电阻丝的阻值，再利用公式ρ=$\frac{RS}{L}$求得电阻丝的电阻率ρ．可供选择的器材如下：
    A．量程0.6A，内阻0.5Ω的电流表
    B．量程3A，内阻0.1Ω的电流表
    C．量程3V，内阻6kΩ的电压表
    D．量程15V，内阻30kΩ的电压表
    E．阻值为0～1kΩ，额定电流为0.5A的滑动变阻器
    F．阻值为0～10Ω，额定电流为1A的滑动变阻器
    G．6V蓄电池
    H．电键一个、导线若干
    实验中要求金属丝的发热功率不超过0.75W，电流表应选用A；电压表应选用C；滑动变阻器应选用F．（请填写备选器材前的字母）根据选择的器材设计实验电路测出金阻丝的电阻，要求电压变化范围尽可能大，在图2的方框中画出电路图：

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    19．某兴趣小组的同学们在做“用打点计时器测速度”的实验中，让重锤自由下落，打出的一条纸带如下图所示．图中直尺的单位为cm，点O为纸带上记录到的第一点，点A、B、C、D…依次表示点O以后连续的各点．已知打点计时器每隔T=0.02s打一个点．

    （1）打点计时器打下点G时重锤的速度可用表达式vG=1.28m/s
    （2）上式计算出重锤的加速度为9.72m/s2．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    20．一个物体做匀变速直线运动，已知位移随时间的变化关系式x=4t-t2，x与t的单位分别是m和s．那么，该物体第2s内的位移为1 m．

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