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    11．如图所示，在倾角为37°的固定光滑斜面底端有一固定的小挡板，在斜面上有一质量M=5m的铁板，铁板上端再放一块质量为m的小磁铁，已知小磁铁与铁板之间的吸引力大小恒为1.2mg，方向垂直于接触面，小磁铁与铁板之间的摩擦因数为0.5，铁板与斜面之间的摩擦力不计．现使铁板下端距离挡板L=3m处静止释放，铁板与小挡板碰撞后能原速反弹．g取10m/s2．
    （1）求铁板第一次反弹后，下端离挡板的最大距离；（设小磁铁始终没有脱离铁板）
    （2）铁板第一次反弹后，小磁铁相对铁板滑动的距离；
    （3）要使小磁铁最终不脱离铁板，铁板长度至少应多长？

    分析 首先据题境判断小磁铁与铁板一起向下运动，当与挡板碰后，二者发生相对运动到速度相等，据此求铁板上滑的最大距离；据二者达到共同速度时，二者的位移关系求出小磁铁在铁板上滑动的距离；据此过程中只有摩擦力做功，利用功能关系求出铁板的至少长度．

    解答 解：（1）首先以小磁铁为研究对象，受力分析可知，小磁铁与铁板一起沿斜面向下运动，二者为研究对象，据机械能守恒定律得：
    （ M+m）gLsin37°=$\frac{1}{2}（M+m）{v}^{2}$
    代入数据解得，与挡板相撞时的速度为：v=6m/s
    与挡板碰后，小磁铁沿斜面向下做匀减速运动，据牛顿第二定律得：a1=4m/s2，方向沿斜面向上
    铁板的沿斜面向上做匀减速运动，据牛顿第二定律得：a2=8m/s2，方向沿斜面向下
    据运动学公式可知，铁板向上移动的最大距离为：s=$\frac{{-v}^{2}}{2{a}_{2}}$=2.25m
    （2）设二者到达共同速度时，所需的时间t，若沿斜面向上为正方向，据运动学公式可知：v共=-6+4t=6-8t，
    解得：t=1s
    二者达到公式速度的位移据运动学公式可得分别为：s1=-6×$1+\frac{1}{2}×4×1$（m）=-4m
    s2=6-$\frac{1}{2}×8×1$（m）=2m
    所以小磁铁相对铁板滑动的距离为：s=4m+2m=6m
    （3）由于此过程只有滑动摩擦力做功转化为内能，
    据能量守恒定律得：（M+m）gLsin37°+mgs3sin37°=f•s3
    由以上可知：f=μ•FN=mg
    联立以上代入数据解得：s3=17m
    答：（1）求铁板第一次反弹后，下端离挡板的最大距离2.25m（铁始终没有脱离铁板）；
    （2）第一次 反弹后，小磁铁相对铁板滑动的距离6m；
    （3）要使小磁铁最终不脱离铁板，铁板长度至少应17m．

    点评 此题物理过程较复杂，弄清二者之间的受力情况和运动情况是解题的关键，注意与挡板相碰后，铁板向上做匀减速，磁铁沿斜面向下做匀减速；注意能量守恒定律的应用，此题难度较大．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    1．如图，用“碰撞试验器”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）试验中，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C（填选项前的序号），间接地解决这个问题
    A．小球开始释放高度h
    B．小球抛出点距地面得高度H
    C．小球做平抛运动的射程
    （2）如图中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多次从轨道上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静止于轨道的水平部分，再将入射小球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复．
    接下来要完成的必要步骤是ADE（填选项的符号）
    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m1OP=m1OM+m2ON（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m1OP2=m1OM2+m2ON2（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到O点的距离如图所示．碰撞前，后m1的动量分别为p1与p′，则p1：p′=14；若碰撞结束时m2的动量为p2，则p′：p2=11：2.9
    实验结果说明，碰撞前、后总动量的比值$\frac{{p}_{1}}{p′+{p}_{2}}$为1
    （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撞小球做平抛运动的射程增大．请你用（4）中已知的数据，分析计算出被撞小球m2平抛运动射程ON的最大值为76.8cm．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．如图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4，相邻的等势面之间的电势差相等，其中等势面3的电势为0．一带正电的点电荷在静电力的作用下运动，经过a、b点时的动能分别为26eV和5eV．当这一点电荷运动到某一位置，其电势能变为-18eV时，它的动能应为（　　）
    A．8eVB．13eVC．30eVD．34eV

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    19．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图1所示
    （1）为了探究加速度与质量的关系，应保持拉力不变；为了直观地判断加速度a与质量m的数量关系，应作a-$\frac{1}{m}$图象（选填“a-m”或“a-$\frac{1}{m}$”）
    （2）为减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量小（选填“小”或“大”）得多．
    （3）如图2为某同学在实验中打出的一条纸带，计时器打点的时间间隔为0.02s．他从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s．为了由v-t图象求出小车的加速度，他量出相邻两计数点间的距离，分别求出打各计数点时小车的速度．其中打计数点3时小车的速度为0.460m/s．根据纸带，小车做的为匀加速（选填“匀加速”或“匀减速”）运动，加速度a=1.20m/s2（计算结果保留两位有效数字）

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    6．下列说法正确的是（　　）
    A．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子的结构，并求出了阴极射线的比荷
    B．α粒子散射实验中，荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光
    C．各种原子的发射光谱都是线状谱
    D．由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同
    E．太阳光谱是连续光谱

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    16．某物体以10m/s的初速度沿斜面向上做匀减速直线运动，2s时速度为0，这段时间内物体运动的距离为10m；而后物体沿斜面向下做匀加速直线运动，向下运动1s时速度大小为5m/s，向下运动的距离为2.5m．求：
    （1）物体沿斜面向上运动和向下运动的加速度大小和方向；
    （2）物体在开始运动2s内和3s内的平均速度大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．如图所示，M为一内阻为1.0Ω的电动机，电源电压U恒为30V，电阻R=5.0Ω．电动机正常工作时，电压表（内阻很大）的示数为20V．求：
    （1）电流表的示数？
    （2）每秒钟电动机消耗多少电能？
    （3）每秒钟有多少电能转化为机械能？
    （4）若由于某种原因，电动机被卡住不转，电流表读数？

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    20．要安装如图所示的单量程欧姆表，电源电动势E=1.5v，内阻不计．同时还给出下列器材：
    （1）电流表（量程0-10μA，内阻1.5Ω）；
    （2）电流表（量程0-1mA，内阻1KΩ）；
    （3）变阻器（阻值范围0-300Ω，额定电流1A）；
    （4）变阻器（阻值范围0-800Ω，额定电流1A）．
    则欧姆表内的电流表应选（2），变阻器应选（4）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    11．质量为1千克的物体从一定高度处自由下落，重力在前3秒内的平均功率为150瓦，重力在3秒末的即时功率为300瓦，重力在第3秒内的平均功率为250瓦 （高度足够大，g=10m/s2）

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