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(18分)如图所示,在离地面H=5.45m的O处用长L=0.45m的不可伸长的细线挂一质量为0.09kg
的爆竹(火药质量忽略不计),把爆竹拉起至D点使细线水平伸直,点燃导火线后将爆竹静止释放,爆竹刚
好到达最低点B时炸成质量相等的两块,一块朝相反方向水平抛出,落到地面上的A处,抛出的水平距离
s=5m。另一块仍系在细线上继续做圆周运动,空气阻力忽略不计,取g=10m/s2,求:

(1)爆竹爆炸前瞬间的速度大小v0
(2)继续做圆周运动的那一块在B处对细线的拉力T的大小;
(3)火药爆炸释放的能量E。
(1)3m/s    (2)12.55N      (3)2.88J

试题分析:解:(1)设爆竹的总质量为2m,爆竹从D点运动到B点过程中,
根据动能定理,得          (2分)
解得     (2分)
(2)设爆炸后抛出的那一块的水平速度为v1,做圆周运动的那一块的水平速度为v2
对抛出的那一块,有:
       (2分)
    (2分)
解得v1=5m/s
对系统,根据动量守恒定律,得
      (2分)
在B处,对于做圆周运动的那一块,根据牛顿第二定律,得
       (2分)
根据牛顿第三定律,得
做圆周运动的那一块对细线的拉力 (1分)
联立以上各式,解得        (1分)
(3)根据能量守恒定律,得
          (2分)
解得E=2.88J         (2分)
练习册系列答案
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下列两种情况足球运动员对球分别做了多少功?
(1)运动员用脚把重10N的球以200N的力水平踢出,脚随球移动0.4m,踢出后球在地面上滚动9m才停下。(2)足球运动员将质量为l kg的足球由静止以10m/s的速度用力踢出,假设运动员踢球瞬间的平均作用力为200N,踢出后球在水平方向上运动了30m停止。
A.80J,50J B.1800J,50JC.80J,6000JD.1800J,6000J

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如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(   )

A.甲图中,火箭升空的过程中,若匀速升空机械能守恒,若加速升空机械能不守恒
B.乙图中物体匀速运动,机械能守恒
C.丙图中小球做匀速圆周运动,机械能守恒
D.丁图中,轻弹簧将A、B两小车弹开,两小车组成的系统机械能不守恒,两小车和弹簧组成的系统机械能守恒

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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示,水平桌面上固定一倾
斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨
过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离, b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动。

⑴用游标卡尺测量遮光条的宽度b,结果如图所示,由此读出b=mm;
⑵滑块通过B点的瞬时速度可表示为;
⑶某次实验测得倾角,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=,系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=,在误差允许的范围内,若ΔEk = ΔEp则可认为系统的机械能守恒;
⑷在上次实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的图象如图所示,并测得M=m,则重力加速度g=m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在倾角为300的斜面上,质量为0.1kg的小球从斜面上的A点水平抛出落在斜面上的B点,测得AB之间的距离为S=0.4m,空气阻力不计,那么下列说法正确的是(   )
A.小球从A点抛出到B过程重力做功为0.2J
B.若取A点为零势能位置,小球在A点的重力势能小于B点重力势能
C.小球从A点抛出到B点的时间为0.2s
D.小球从A点运到到B点过程中机械能增加

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,倾角450高h的固定斜面。右边有一高3h/2的平台,平台顶部左边水平,上面有一质量为M的静止小球B,右边有一半径为h的1/4圆弧。质量为m的小球A从斜面底端以某一初速度沿斜面上滑,从斜面最高点飞出后恰好沿水平方向滑上平台,与B发生弹性碰撞,碰后B从圆弧上的某点离开圆弧。所有接触面均光滑,A、B均可视为质点,重力加速度为g。

(1)求斜面与平台间的水平距离S和A的初速度v0
(2)若M=2m,求碰后B的速度;
(3)若B的质量M可以从小到大取不同值,碰后B从圆弧上不同位置脱离圆弧,该位置与圆心的连线和竖直方向的夹角为α。求cosα的取值范围。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,一小球从光滑曲面由静止释放,离开轨道末端后做平抛运动,最后撞到离轨道末端水平距离为d的竖直墙壁上,要使小球撞到墙壁时的速度最小,小球由静止释放的高度h为
A.dB.C.D.2d

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(11分)在光滑的水平面上,一质量为mA=0.1kg的小球A,以8 m/s的初速度向右运动,与质量为mB=0.2kg的静止小球B发生弹性正碰。碰后小球B滑向与水平面相切、半径为R=0.5m的竖直放置的光滑半圆形轨道,且恰好能通过最高点N后水平抛出。g=10m/s2。求:

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(2) 小球B从轨道最低点M运动到最高点N的过程中所受合外力的冲量;
(3) 碰撞过程中系统的机械能损失。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

半径为r和R(r<R)的光滑半圆形槽,其圆心在同一水平面上,如图所示,质量相等的两小球(可看成质点)分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速释放,在下滑过程中关于两小球的说法正确的是
A.机械能均逐渐减小
B.经最低点时动能相等
C.两球经过最低点时加速度大小不等
D.机械能总是相等的

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