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14.如图所示,木块A、B、C放置在光滑水平轨道上,质量分别为mA=4kg,mB=mC=1kg,开始时B、C均静止,A以初速度v0=6m/s向右运动,A与B碰撞后分开,B又与C发生碰撞并粘在一起,此后A与B间的距离保持不变.
①求A与B碰撞后B的速度大小;
②若A与B的碰撞时间约为O.Ols,求B对A的平均作用力F.

分析 (1)对A与B、B与C碰撞过程中,由动量守恒定律列式,由此后A与B间的距离保持不变,可知碰撞后A的速度和B与C碰撞后速度相等,求出A与B碰撞后B的速度大小;
(2)A与B碰撞过程中,利用动量定理列式,求出B对A的平均作用力F.

解答 解:①设A、B碰撞后A的速度为vA,B与C碰撞前B的速度为vB,B、C碰撞后一起运动的速度为v,以C的初速度方向为正方向,由动量守恒定律:
对A与B碰撞过程有:mAv0=mAvA+mBvB
对B与C碰撞过程有:mBvB=(mB+mC)v
由于此后A和B间的距离保持不变,则vA=v
解得vA=4m/s,vB=8m/s
②选择水平向右为正方向,根据动力定理得
Ft=mAvA-mAv0
解得F=-800N,符号说明方向水平向左;
答:①A与B碰撞后B的速度大小为8m/s;
②若A与B的碰撞时间约为O.Ols,B对A的平均作用力F大小为800N,方向水平向左.

点评 本题考查了碰撞过程中动量定理和动量守恒定律的应用,注意分析过程,判断是否符合动量守恒定律的条件,另外由于动量和冲量都是矢量,注意先选择正方向,才不会出错.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

4.现在按图①所示的电路测量一节旧干电池的电动势E(约1.5V)和内阻r(约20Ω),可供选择的器材如下:
电流表 A(量程0~500μA,内阻约为500Ω),电阻箱 R(阻值0~999.9Ω),开关、导线若干.由于现有电流表量程偏小,不能满足实验要求,为此,先将电流表改装(扩大量程),然后再按图①电路进行测量.

(1)测量电流表 A的内阻
可选用器材有:电阻器R0,最大阻值为999.9Ω;滑动变阻器甲,最大阻值为15kΩ;滑动变阻器乙,最大阻值为2kΩ;电源E1,电动势约为2V,内阻不计;电源E2,电动势约为6V,内阻不计;开关2个,导线若干.
采用的测量电路图如图②所示,实验步骤如下:①断开S1和S2,将R调到最大;②合上S1调节R使电流表 A满偏;③合上S2,调节R1使电流表 A半偏,此时可以认为电流表 A的内阻rg=R1,试问:
在上述可供选择的器材中,可变电阻R1应该选择R0;为了使测量尽量精确,可变电阻R应该选择滑动变阻器甲;电源E应该选择E2
(2)将电流表A(较小量程)改装成电流表A1(较大量程)
如果(1)中测出A的内阻为468.0Ω,现用R0将A改装成量程为 20mA的电流表A1,应把R0调为12Ω与 A并联,改装后电流表A1的内阻RA为11.7Ω.
(3)利用电流表A1、电阻箱 R测电池的电动势和内阻
用电流表 A1、电阻箱R及开关S按图①所示电路测电池的电动势和内阻.实验时,改变R的值,记录下用电流表 A1的示数I,得到若干组 R、I的数据,然后通过作出有关物理量的线性图象,求得电池电动势 E和内阻r.
a.请写出与你所作线性图象对应的函数关系式$R+{R}_{A}=E•\frac{1}{I}-r$.(用E、r、I、RA表示)
b.请在虚线框内坐标中作出定性图象③(要求标明两个坐标轴所代表的物理量,用符号表示)
c.图中直线的斜率表示E.图中纵轴截距的绝对值表示r.

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5.利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图所示:

(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于lm,将导轨调至水平;
②用游标卡尺测量挡光条的宽度l
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离为s
④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2;
⑤从数字计时器(图中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间△t1和△t2
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=$\frac{l}{{△{t_1}}}$和v2=$\frac{l}{{△{t_2}}}$.
②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为E${\;}_{{k}_{1}}$=$\frac{1}{2}(M+m){(\frac{l}{{△{t_1}}})^2}$和E${\;}_{{k}_{2}}$=$\frac{1}{2}(M+m){(\frac{l}{{△{t_2}}})^2}$.
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少△Ep=Mgs(重力加速度为g).
(3)如果△Ep=Ek2-Ek1,则可认为验证了机械能守恒定律.

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2.有一小灯泡上标有“4V 0.3A”字样,现要描绘该小灯泡的伏安特性曲线,有下列器材供选用
A.电压表(量程3V,内阻2.0kΩ)两只 
B.电流表(量程0.3A,内阻2.0Ω)一只 
C.滑动变阻器(2A,30Ω)一个 
d.滑动变阻器(0.5A,l000Ω)一个 
F.学生电源(直流4.5V),开关、导线等
实验中要求精度尽量高,且有足够大测量范围,要满足这些要求:
(1)滑动变阻器应选C(填序号),一只电压表的量程不够,要按要求进行实验的话,应该把两只电压表串联起来使用(填“并联”或“串联”);
(2)在方框中画出实验电路图,耍求电压能从0开始测量,并能尽量准确、完整地画出小灯泡的伏安特性曲线.

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9.在粗细均匀的U形管的两端分别灌有水银,在水平管部分有一空气柱,各部分尺寸如图所示,(单位cm),当空气柱的温度由0℃升高到273℃时,空气柱的长度将增加多少?(已知大气压p0=75cmHg)

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19.校园足球运动深受青少年喜爱.如图所示为四种与足球有关的情景,下落说法正确的是   (  )
A.
甲图中,静止在草地上的正确受到的弹力就是它的重力
B.
乙图中,静止在草地上的两个正确由于接触一段受到相互间的弹力
C.
丙图中,在空中的足球,不计空气阻力的情况下,只受重力的作用
D.
丁图中,踢出去在草坪上运动的足球,受到重力、草坪的阻力、草坪的支持力及运动员对球的弹力作用

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6.如图所示为小朋友在冰面上用绳子拉着冰车玩耍的情景,已知冰车与冰车上小朋友的总质量为30kg,细绳受到的拉力为100N,拉力与水平方向的夹角为37°,冰车做匀速直线运动.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)冰车对地面的压力的大小;
(2)冰车与地面间的动摩擦因数.

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3.张强乘坐D17次动车从葫芦岛到沈阳,动车12点33分从葫芦岛出发,行驶266km于14点14分抵达沈阳,下列有关说法正确的是(  )
A.“266km”指的是位移的大小
B.“12点33分”、“14点14分”指的是时间间隔
C.通过已知信息可以计算动车从葫芦岛到沈阳的平均速度
D.研究动车从葫芦岛到沈阳的行驶过程中可以把动车当成质点

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4.在“探究力的平行四边形定则”的实验中,如图所示,用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳另一端系着绳套B、C(用来连接弹簧测力计).其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.做好实验准备后,先用两个弹簧秤按要求把橡皮条的结点拉到某一位置O,此时学生需要记录的是两个弹簧秤的读数、橡皮条结点的位置和两个细绳套的方向,接着用一个弹簧秤拉橡皮条,把橡皮条的结点拉到同一位置O,这样做的目的是两次力的作用效果相同.

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