【题目】如图所示,一小车上表面由粗糙的水平部分AB和光滑的半圆弧轨道BCD组成,小车紧靠台阶静止在光滑水平地面上,且左端与光滑圆弧形轨道MN末端等高,圆弧形轨道MN末端水平.一质量为m1=1kg的小物块P从距圆弧形轨道MN末端高为h=1.8m处由静止开始滑下,与静止在小车左端的质量为m2=1kg的小物块Q(可视为质点)发生弹性碰撞(碰后立即将小物块P取走,使之不影响后续物体的运动).若物块Q在半圆弧轨道BCD上经过一次往返运动(运动过程中物块始终不脱离轨道),最终相对小车静止时处在小车水平部分AB的中点。已知AB长为L=4m,小车的质量为M=2kg.取重力加速度g=10m/s2.
(1)求碰撞后瞬间物块Q的速度大小;
(2)求小车上表面的滑动摩擦因数为多少?
(3)求半圆弧轨道BCD的半径至少多大?
【答案】(1) (2)0.2(3)0.4
【解析】
(1)据机械能守恒求出物块P与物块Q碰撞前的速度,再据碰撞过程是弹性碰撞求出碰撞后瞬间物块Q的速度;(2) 物块Q最终停在小车水平部分AB的中点,据动量守恒求出小车和物块的末速度,再据功能关系求出小车上表面的滑动摩擦因数;(3) 物块始终不脱离轨道,即物块上升的临界最高点为C点,据动量守恒和功能关系可求出半圆弧轨道BCD的半径的临界值。
(1)对物块P的下滑过程,由机械能守恒得:
解得:
物块PQ发生弹性碰撞,则、
解得:,即碰撞后瞬间物块Q的速度大小为6m/s
(2) 物块Q与小车相对静止时,共同速度为,系统水平方向动量守恒,则
,解得:
物块Q从开始运动到与小车相对静止过程,由功能关系得:
解得:
(3) 物块Q滑至C点与小车共速时,半径R最小,则:
解得:
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【题目】2009年5月,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图所示,关于航天飞机的运动,下列说法中正确的有
(A)在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
(B)在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能
(C)在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
(D)在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
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【题目】用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体,静止时弹簧伸长量为L。现用该弹簧沿斜面方向拉住质里为2m的物体,系统静止时弹簧伸长量也为L。斜面倾角为30°,如图所示。则物体所受摩擦力
A. 等干零
B. 大小为mg,方向沿斜面向下
C. 大小为mg,方向沿斜面向上
D. 大小为mg,方向沿斜面向上
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【题目】有a,b,c,d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近的近地轨道上做圆周运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所示,则有( )
A. a的向心加速度等于重力加速度g
B. b在相同时间内转过的弧长最长
C. c在4h内转过的圆心角是
D. d的运动周期可能是30 h
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【题目】某同学在研究匀变速直线运动的实验中,获得一条点迹清晰的纸带,如图所示。已知打点计时器每隔0.02s打一个点,该同学选择了A、B、C、D、E、F六个计数点,测量数据如图所示,单位:cm,由上述条件可知:
(1)下列实验仪器及实验步骤描述错误的有________
A.电火花打点计时器放有墨粉纸盘
B.电火花打点计时器要使用4~6V的交流电源
C.小车可以由长木板任意位置处静止释放
D.实验时,应先接通电源,后释放小车;实验后先断开电源,后取下纸带
(2)相邻两计数点的时间间隔为_______s;
(3)B点的瞬时速度________m/s;小车的加速度
____
(计算结果保留3位有效效字).
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【题目】甲、乙、丙、丁四辆小车从同一地点向同一方向运动的情况分别如图所示,下列说法正确的是( )
A. 甲车做直线运动,乙车做曲线运动
B. 这四辆车均从静止开始运动
C. 在0~t2时间内,丙、丁两车在时刻t2相距最远
D. 在0~t2时间内,丙、丁两车间的距离先增大后减小
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【题目】如图所示是实验室用来研究光电效应原理的装置图,电表均为理想电表,当入射光的能量等于9 eV时,灵敏电流表检测到有电流流过,当电压表示数等于5.5 V时,灵敏电流表示数刚好等于0。则下列说法正确的是( )
A. 若增大入射光的强度,光电子的最大初动能将增大
B. 若入射光的能量小于3.5 eV,改变电源的正负极方向,则电流表示数可能会不等于0
C. 光电管材料的逸出功等于3.5 eV
D. 增大入射光的波长,在电压表示数不变的情况下,电流表示数会变大
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【题目】下列关于物理学史和物理研究方法的叙述中正确的是
A. 根据速度定义式,当
非常非常小时,
就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了极值的思想方法
B. 在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用的是微元法
C. 伽利略借助实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律
D. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法
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【题目】甲、乙两质点从同一位置出发,沿同一直线路面运动,它们的v-t图象如下图所示.对这两质点在0~3 s内运动的描述,下列说法正确的是( )
A. t=2 s时,甲、乙两质点相遇
B. t=1 s时,甲、乙两质点相距最远
C. 甲质点的加速度比乙质点的加速度小
D. t=3 s时,乙质点在甲质点的前面
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