如图,A、B、C三个木块的质量均为m,置于光滑的水平桌面上,B、C之间有一轻质弹簧,弹簧的两端与木块接触而不固连.将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连,使弹簧不能伸展,以至于B、C可视为一个整体.现A以初速度v0沿B、C的连线方向朝B运动,与B相碰并粘合在一起.A ,B C一起运动一段时间以后细线突然断开,弹簧伸展,从而使C与A、B分离.已知离开弹簧后C的速度恰好为v0.求弹簧释放的势能.
如图1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1从A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M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。
(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是________。
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.小球1质量应大于小球2的质量
(2)上述实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有________。
A.A、B两点间的高度差h1
B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2
D.小球1和小球2的半径r
(3)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。如果还满足表达式______________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞是弹性碰撞。
(4)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1和2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l1,l2、l3。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)。
如图所示,在橄榄球比赛中,一个质量为95kg的橄榄球前锋以5m/s的速度跑动,想穿越防守队员到底线触地得分。就在他刚要到底线时,迎面撞上了对方两名质量均为75kg的队员,一个速度为2m/s,另一个为4m/s,然后他们就扭在了一起。
(1)他们碰撞后的共同速率是________(结果保留一位有效数字)。
(2)在框中标出碰撞后他们动量的方向,并说明这名前锋能否得分:________。
在光滑的水平桌面上有等大的质量分别为M=0.6kg,m=0.2kg的两个小球,中间夹着一个被压缩的具有Ep=10.8J弹性势能的轻弹簧(弹簧与两球不相连),原来处于静止状态。现突然释放弹簧,球m脱离弹簧后滑向与水平面相切、半径为R=0.425m的竖直放置的光滑半圆形轨道,如图所示。g取10m/s2。则下列说法正确的是( )
A. 球m从轨道底端A运动到顶端B的过程中所受合外力冲量大小为3.4N·s
B. M离开轻弹簧时获得的速度为9m/s
C. 若半圆轨道半径可调,则球m从B点飞出后落在水平桌面上的水平距离随轨道半径的增大而减小
D. 弹簧弹开过程,弹力对m的冲量大小为1.8 N·s
如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接,并静止在光滑的水平面上。现使B瞬时获得水平向右的速度3m/s,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象信息可得( )
A. 在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s,且弹簧都处于伸长状态
B. 从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长
C. 两物体的质量之比为m1∶m2=1∶2
D. 在t2时刻A与B的动能之比为Ek1∶Ek2=8∶1
如图所示,三辆完全相同的平板小车a、b、c成一直线排列,静止在光滑水平面上。c车上有一小孩跳到b车上,接着又立即从b车跳到a车上。小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同。他跳到a车上相对a车保持静止,此后( )
A. a、b两车运动速率相等
B. a、c两车运动速率相等
C. 三辆车的速率关系vc>va>vb
D. a、c两车运动方向相反