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如图所示,固定的光滑平台左端固定有一光滑的半圆轨道,轨道半径为R,平台上静止放着...

如图所示,固定的光滑平台左端固定有一光滑的半圆轨道,轨道半径为R,平台上静止放着两个滑块A、B,其质量mA=m,mB=2m,两滑块间夹有少量炸药.平台右侧有一木板,静止在光滑的水平地面上,木板质量M=3m,板面与平台的台面等高,板面粗糙,动摩擦因数μ=0.2,右侧地面上有一立桩,立桩与木板右端的距离为s,当木板运动到立桩处立即被牢固粘连.点燃炸药后,滑块A恰好能够通过半圆轨道的最高点D,滑块B冲上木板.两滑块都可以看作质点,炸药的质量忽略不计,爆炸的时间极短,爆炸后两个滑块的速度方向在同一水平直线上,重力加速度为g.求:

(1)炸药爆炸后滑块A的速度大小vA

(2)炸药爆炸后滑块B的速度大小vB

(3)①若s足够长,要使滑块B能与木板相对静止,则木板长度L至少为多少?

②若木板长度L=2R,立桩与木板右端的距离s可调整,调整范围为0﹣2R,请讨论滑块B在木板上运动的过程中,克服摩擦力做的功Wf与s的关系.

 

(1)炸药爆炸后滑块A的速度大小vA为. (2)炸药爆炸后滑块B的速度大小vB是. (3)①若s足够长,要使滑块B能与木板相对静止,则木板长度L至少为R. ②(a)当0<s<R叶,木板到与立桩粘连时未与滑块B达到共速,滑块B克服摩擦力做功为0.4mg(2R+s). (b)当R<s<2R时,木板与滑块B先达到共速然后才与立桩粘连.滑块从滑上小车到共速时克服摩擦力做功为1.1mgR.   【解析】 试题分析:(1)以水平向右为正方向,设爆炸后滑块A的速度大小为vA, 滑块A在半圆轨道运动,设到达最高点的速度为vAD, 由牛顿第二定律得:mAg=mA, 解得:vAD= 滑块A在半圆轨道运动过程中,由动能定理可得: ﹣mAg•2R=mAvAD2﹣mAvAC2, 解得:vA=vAC= (2)A、B爆炸过程中动量守恒,以B的速度方向为正方向, 由动量守恒定律得:mBvB﹣mAvA=0 解得:vB=; (3)①当滑块B与小车共速,设此速度为v, 整个过程中,由动量守恒,以B的速度方向为正方向,由动量守恒定律得: 2mvB=(2m+3m)v 对木板和滑块B组成的系统,由能量守恒定律得 μ•2mgs相对=•2mvB2﹣(2m+3m)v2; 解得:s相对=R 即木板的最小长度 Lmin=s相对=R ②对木板研究,由动能定理得 μ•2mgs=•3mv2﹣0; 得 s车=R(滑块B与木板相对静止时,木板的位移大小) 共速后,木板与立桩粘连后,若滑块B在板上做匀减速运动直到停下,其位移为 s′==R>(2R﹣R)=R,即这种情况下滑块会脱离木板 (a)当0<s<R叶,木板到与立桩粘连时未与滑块B达到共速. 分析可知,滑块会滑离木板,滑块B克服摩擦力做功为 Wf=μ•2mg(L+s)=0.4mg(2R+s) (b)当R<s<2R时,木板与滑块B先达到共速然后才与立桩粘连 木板与滑块B共速后到碰到立桩之前,滑块B与木板之间无摩擦力 滑块从滑上小车到共速时克服摩擦力做功为: Wf1=μ•2mg(s车+L)=0.4mg(R+2R)=1.1mgR;  
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某种透明物质的直角三棱镜,其横截面如图所示.A=30°,AB边长为L,O为AB边中点.一条光线从O点垂直于AB面入射,接着入射光线绕O点逆时针旋转,入射角由00逐渐增大,达到某一值时,观察到AC面恰好无光线射出,而在BC面有光线垂直BC射出.求

(1)该三棱镜折射率n;

(2)入射光线逆时针旋转到与法线成45°过程中,AC边有光线折射出的区域的长度.

 

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如图甲所示,光滑水平面上有A、B、C三个物体,其中物体C处于静止状态,其左端与轻质弹簧连接,已知物体B、C质量分别为mB=2kg、mC=6kg,以水平向右为正方向,在接触弹簧之前,物体A、B的位置x随时间t变化关系如图乙所示,求:

(1)物体A的质量mA

(2)物体A、B碰撞过程中损失的机械能;

(3)运动过程中,弹簧具有的最大弹性势能.(整个过程弹簧总在弹性限度范围内)

 

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氢原子的原子能级图如图甲所示,当大量处于n=4能级的氢原子自发向n=2的低能级发生能级跃迁时,会发出各种不同频率的光子,试求:

(1)从n=4能级向n=2能级跃迁,总共发出多少种光子?请回答并在图甲上用箭头标明;

(2)计算(1)问所得到的光子中能量最大的光子的频率.(保留一位小数,h=6.63×10﹣34J•S)

(3)若用(1)问得到的这些光中频率最高的两种光(假定命名叫A、B光)来做双缝干涉实验(如图乙所示),当用较高频率的A光做实验时,在屏幕上得到的亮条纹间距yA=2mm,不改变实验装置任何部分,换用较低频率的B光再做此实验时,在屏幕上得到的亮条纹间距yB为多大?

 

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质量m=0.1kg的小球从高h1=20m处自由下落到软垫上,反弹后上升的最大高度h2=5.0mm,小球与软垫接触的时间t=1.0s,不计空气阻力,g=10m/s2,以竖直向下为正方向,求:

(1)小球与软垫接触前后的动量改变量;

(2)接触过程中软垫对小球的平均作用力.

 

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某同学用如图所示的装置,利用两个大小相同的小球做对心碰撞来验证动量守恒定律,图中AB是斜槽,BC是水平槽,它们连接平滑,O点为重锤线所指的位置.实验时先不放置被碰球2,让球1从斜槽上的某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复10次.然后将球2置于水平槽末端,让球1仍从位置G由静止滚下,和球2碰撞,两小球的碰撞可视为弹性碰撞,碰后两球均向前飞行,且分别在记录纸上留下各自的痕迹,重复10次.实验得到小球的落点的平均位置分别为 M、P、N.

(1)在该实验中,应选用的器材室下列器材中的     

A.天平

B.螺旋测微器

C.刻度尺

D.质量相同的钢球两个

E.质量不同的钢球和塑料球各一个

(2)在此实验中,球1的质量为m1,球2的质量为m2,需满足m1      m2(选填“”、“”或“=”).

(3)被碰球2飞行的水平距离由图中线段      表示.

(4)球1质量为m1,球2质量为m2,线段OM、ON、OP的长度分别为l1、l2、l3,若实验结果满足      ,则碰撞过程中动量守恒.(请用本题所给字母表示)

 

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