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在光滑的水平轨道上有质量为m的物体A,处于静止状态,物体B的质量也为m,由不可伸...

manfen5.com 满分网在光滑的水平轨道上有质量为m的物体A,处于静止状态,物体B的质量也为m,由不可伸长的轻绳悬挂于O点,B与轨道接触但不挤压.某时刻开始受到水平方向的恒力F的作用,经过的距离为L时撤掉F,A再运动一段距离后与物体B碰撞,求:
(1)撤掉F时A的速度?F的作用时间?
(2)若A、B发生完全弹性碰撞,绳长为r,则B在碰后的瞬间轻绳受到的拉力?
(3)若A、B发生的碰撞情况是所有可能发生的碰撞情况中的一种,那么绳长满足什么条件才能使B总能完成完整的圆周运动?
(1)对A由牛顿第二定律定律求的物体的加速度的大小,再由运动学公式即可求得A的速度和F的作用时间; (2)由动量守恒可以求得B的速度大小,再由向心力的公式可以求得轻绳受到的拉力; (3)当B的速度最小时,如果B也能够做圆周运动,那么B就总能完成完整的圆周运动,B在最高点时,速度最小应该是恰好只有重力作为向心力的时候. 【解析】 (1)设撤掉F时A的速度为V,经历时间为t,则 由牛顿第二定律及匀变速直线运动规律得:   F=ma        ①          ②             ③ 由①、②得       ⑤ 由①、②、③得      ⑥ (2)设A与B碰后速度分别为VA,VB,B在碰后瞬间轻绳受到的拉力为T, 由动量守恒定律有:mv=mvA+mvB ⑦         ⑧ 由牛顿第二定律:T-mg=m  ⑨ 由⑤、⑦、⑧、⑨得:T=mg+. ⑩ (3)若使B能做完整圆周运动,设运动到最高点时速度为V1, 由牛顿第二定律有:mg=m    (11) B物体从最低点运动至最高点过程中机械能守恒有:   mVB2=mg2R+m V12 (12) 由(11)(12)得:VB=   (13) A碰B后,B获得最小速度为VB′,由动量守恒得:mv=(m+m)VB′(14) 由⑤(14)得:VB′=   (15) 由(13)(15)得:最小半径为Rmin=  (16) 答:(1)撤掉F时A的速度是,F的作用时间是. (2)若A、B发生完全弹性碰撞,绳长为r,则B在碰后的瞬间轻绳受到的拉力是mg+. (3)要使B总能完成完整的圆周运动,绳长最小为.
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考点分析:
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C.电流表:O-0.6-3A:O-0.6A量程的内电阻为0.13Ω,0-3A量程的内电阻为0.025Ω
D.电池组:电动势约3V,内电阻不详
E.滑动变阻器:最大阻值为20Ω,额定电流2A
F.电键,导线若干
①根据本实验的需要,电流表应当选用--量程,电压表应当选用______量程.
②当电压表示数为2.50V时,电流表示数如图所示,则这个小灯泡在额定电压下的实际功率为______W,灯丝电阻为______Ω.(保留两位有效数字)
③按照实验要求,将图中的器件连接成完整实验电路.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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