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一质量M=2kg的长木板B静止在光滑的水平面上,B的右端与竖直挡板的距离为S=0...

一质量M=2kg的长木板B静止在光滑的水平面上,B的右端与竖直挡板的距离为S=0.5m.一个质量为m=1kg的小物体A以初速度v0=6m/sB的左端水平滑上B,当B与竖直挡板每次碰撞时,A都没有到达B的右端.设定物体A可视为质点,AB间的动摩擦因数μ=0.2B与竖直挡板碰撞时间极短且碰撞过程中无机械能损失,g10m/s2.求:

(1)B与竖直挡板第一次碰撞前的瞬间,AB的速度值各是多少?

(2)最后要使A不从B上滑下,木板B的长度至少是多少?(最后结果保留三位有效数字.)

 

(1)vA=4m/s、 vB=1m/s(2)8.96m 【解析】(1)设A、B达到共同速度为v1时,B向右运动距离为S1 由动量守恒定律有 由动能定理有 联立解得 S1=2m 由于S=0.5m<2m,可知B与挡板碰撞时,A、B还未达到共同速度.设B与挡板碰撞前瞬间A的速度为vA,B的速度为vB,则 由动量守恒定律有 由动能定理有 联立解得 vA=4m/s、 vB=1m/s (2)B与挡板第一次碰后向左减速运动,当B速度减为零时,B向左运动的距离设为SB,由动能定理有 由上式解得 SB=0.5m 在A的作用下B再次反向向右运动,设当A、B向右运动达到共同速度v2时B向右运动距离为S2,由动量守恒定律有 由动能定理有 解得 、 =0.5m 故A、B以共同速度向右运动,B第二次与挡板碰撞后,以原速率反弹向左运动.此后由于系统的总动量向左,故最后A、B将以共同速度v3向左匀速运动. 由动量守恒定律有 (M-m)v2=(M+m)v3 解得 设A相对B运动的总路程为L(即木板B的最小长度),对系统由功能关系得: 代入数据解得 L=8.96m  
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考点分析:
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下面是一个物理演示实验,它显示:图中自由下落的物体A和B经反弹后,B能上升到比初始位置高得多的地方.A是某种材料做成的实心球,质量m026kg,在其顶部的凹坑中插着质量m010kg的木棍B.B只是松松地插在凹坑中,其下端与坑底之间有小空隙.将此装置从A下端离地板的高度H=125m处由静止释放.实验中,A触地后在极短时间内反弹,且其速度大小不变;接着木棍B脱离球A开始上升,而球A恰好停留在地板上.求木棍B上升的高度,重力加速度g=10m/s

 

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一滑雪运动员以滑雪板和滑雪杖为工具在平直雪道上进行滑雪训练。如图所示,某次训练中,他站在雪道上第一次利用滑雪杖对雪面的作用获得水平推力F=60N而向前滑行,其作用时间为t1=1s,撤除水平推力F后经过t2=2s,他第二次利用滑雪杖对雪面的作用获得同样的水平推力且其作用时间仍为1s。已知该运动员连同装备的总质量为m=50kg,在整个运动过程中受到的滑动摩擦力大小恒为f=10N,求该运动员(可视为质点)第二次撤除水平推力后滑行的最大距离。

 

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如图所示,横截面(纸面)为△ABC的三棱镜置于空气中,顶角∠A=60°.纸面内一细光束以入射角i射入AB面,直接到达AC面并射出,光束在通过三棱镜时出射光与入射光的夹角为φ(偏向角).改变入射角i,当i=i0时,从AC面射出的光束的折射角也为i0,理论计算表明在此条件下偏向角有最小值φ0=30°.求三棱镜的折射率n.

 

 

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图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片验证动量守恒定律,实验步骤如下:

用天平测出AB两个小球的质量mAmB

安装好实验装置,使斜槽的末端所在的平面保持水平;

先不在斜槽的末端放小球B,让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放,小球A离开斜槽后,频闪照相机连续拍摄小球A两位置(如图乙所示);

将小球B放在斜槽的末端,让小球A从位置P处由静止开始释放,使它们碰撞,频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置(如图丙所示);出所需要的物理量

请回答:

(1)实验①中A、B的两球质量应满足_____________

(2)在步骤中,需要在照片中直接测量的物理量有__________;(选填“x0y0xAyAxByB”)

(3)两球在碰撞过程中若动量守恒,满足的方程是______________________.

 

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用双缝干涉测光的波长实验中(实验装置如图甲)

(1)下列说法哪一个是错误的________(填选项前的字母)

A. 调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝。

B. 测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐

C. 为了减小测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹中心间的距离a,求出相邻两条亮纹间距

(2)将测量头的分划板中心刻线与某亮条纹的中心对齐,将该亮条纹定为第1条亮条纹,此时手轮上的示数如图甲所示。然后同方向转动测量头,使分划板中心刻线与第6条亮条纹中心对齐,此时手轮上的示数如图乙所示,则图乙读数为________mm,求得这种色光的波长λ______ nm。(已知双缝间距d0.2 mm,双缝到屏间的距离L700 mm

 

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