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如图所示,光滑固定斜面倾角θ=30°,一轻质弹簧底端固定,上端与M=3kg的物体...

如图所示,光滑固定斜面倾角θ=30°,一轻质弹簧底端固定,上端与M=3kg的物体B相连,初始时B静止,A物体质量m=1kg,在斜面上距B物体S1=10cm处由静止释放,A物体下滑过程中与B发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后粘在一起,已知碰后AB经t=02s下滑S2=5cm至最低点,弹簧始终处于弹性限度内,A、B可视为质点,g取10m/s2,求:

1从碰后到最低点的过程中弹性势能的增加量

2从碰后至返回到碰撞点的过程中,弹簧对物体B冲量的大小

 

(1)1.125J;(2)10Ns 【解析】 试题分析:(1)A下滑S1时的速度由动能定理: mgs1sinθ=mv02 设初速度方向为正方向;AB相碰时由动量守恒定律:mv0=(m+M)v1 解得:v=0.25m/s; 从碰后到最低点,由系统机械能守恒定律:△EP=(m+M)v12+(m+M)gs2sinθ 解得:△EP=1.125J; (2)从碰后至返回到碰撞点的过程中,由动量定理得: I﹣(m+M)gsinθ×2t=(m+M)v1﹣[﹣(M+m)v1)] 解得:I=10Ns 考点:动量守恒定律;机械能守恒定律;动量定理 【名师点睛】本题考查动量守恒定律及功能关系和动量定理,在求解时要注意正确分析物理过程,确定物理规律再进行求解.  
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考点分析:
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如图所示,薄壁光滑导热良好的气缸放在光滑水平面上,当环境温度为10℃时,用横截面积为10×10﹣2m2的活塞封闭体积为20×10﹣3m3的理想气体,活塞另一端固定在墙上外界大气压强为10×105Pa

1当环境温度为37℃时,气缸自由移动了多少距离?

2如果环境温度保持在37℃,对气缸作用水平力,使缸内气体体积缓慢地恢复到原来数值,这时气缸受到的水平作用力多大?

 

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如图所示,甲分子固定在坐标原点O,只在两分子间的作用力作用下,乙分子沿x轴方向运动,两分子间的分子势能EP与两分子间距离x的变化关系如图所示,设分子间在移动过程中所具有的总能量为0则下列说法正确的是________

A乙分子在P点时加速度最大

B乙分子在Q点时分子势能最小

C乙分子在Q点时处于平衡状态

D乙分子在P点时分子动能最大

 

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如图所示,用碰撞实验器可以验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系:先安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重垂线所指的位置O

接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上.重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;

步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1A点由静止滚下,使它们碰撞.重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;

步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置MPNO点的距离,即线段OMOPON的长度.

上述实验除需测量线段OMOPON的长度外,还需要测量的物理量有

AAB两点间的高度差h1

BB点离地面的高度h2

C.小球1和小球2的质量m1m2

D.小球1和小球2的半径r

当所测物理量满足表达式      (用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律.

完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图2所示.在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接.使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤12的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′P′N′.用刻度尺测量斜面顶点到M′P′N′三点的距离分别为l1l2l3.则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为      (用所测物理量的字母表示).

 

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某同学用如图1所示的实验装置探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系.图中A为小车,连接在小车后面的纸带穿过打点计时器B的限位孔,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,C为弹簧测力计,不计绳与滑轮的摩擦.实验时,先接通电源再松开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点.

该同学在一条比较理想的纸带上,从点迹清楚的某点开始记为O点,顺次选取5个点,分别测量这5个点到O之间的距离,并计算出它们与O点之间的速度平方差△V2△V2="V"2﹣V02),填入表:

点迹
 

s/cm
 

△v2/m2s2
 

O
 

/
 

/
 

1
 

160
 

004
 

2
 

360
 

009
 

3
 

600
 

015
 

4
 

700
 

018
 

5
 

920
 

023
 

 

若测出小车质量为02kg,结合如图2的图象可求得小车所受合外力的大小为___N

本实验中是否必须满足小桶(含内部沙子)的质量远小于小车的质量________(填是或否)

若该同学通过计算发现小车所受合力小于弹簧测力计读数,明显超出实验误差的正常范围.你认为主要原因是________

 

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验证机械能守恒定律的实验中:

某同学用图甲所示装置进行实验,得到如图乙所示的纸带,ABCDE为连续的五个点,交流电的频率为50Hz,测出点AC间的距离为1477cm,点CE间的距离为1633cm,已知当地重力加速度为98m/s2,重锤的质量为m=10kg,则重锤在下落过程中受到的平均阻力大小Ff =      

某同学上交的实验报告显示重锤增加的动能略大于重锤减少的重力势能,则出现这一问题的原因可能是      (填序号).

A.重锤下落时受到的阻力过大

B.在计算中误将g10m/s2

C.重锤的质量测量错误

D.交流电源的频率不等于50HZ

 

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