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如图所示,一竖直光滑绝缘的管内有一劲度系数为k的轻质绝缘弹簧,其下端固定于地面,...

如图所示,一竖直光滑绝缘的管内有一劲度系数为k的轻质绝缘弹簧,其下端固定于地面,上端与一质量为m带电量为+q的小球A相连,整个空间存在一竖直向上的匀强电场,小球A静止时弹簧恰为原长另一质量也为m的不带电的绝缘小球B从管内距A高为x0处由静止开始下落,与A发生碰撞后一起向下运动。若全过程中小球A的电量不发生变化,重力加速度为g

1x0已知,试求BA碰撞过程中损失的机械能

2x0未知,且BA一起向上运动在最高点时恰未分离,试求AB运动到最高点时弹簧的形变量x

3在满足第2问的情况下,试求AB运动过程中的最大速度vm

 

(1) (2) (3) 【解析】【解析】 (1)设匀强电场的场强为E,在碰撞前A静止时有qE=mg ① 解得: 在与A碰撞前B的速度为v0,由机械能守恒定律得② B与A碰撞后共同速度为v1,由动量守恒定律得mv0=2mv1 ③ B与A碰撞过程中损失的机械能△E为; (2) A,B在最高点恰不分离,此时A,B加速度相等,且它们间的弹力为零,设此时弹簧的伸长量为x1,则 对B:mg=ma ⑤ 对A:mg+kx1-qE=ma ⑥ 所以弹簧的伸长量为; (3) A,B一起运动过程中合外力为零时,具有最大速度vm,设此时弹簧的压缩量为x2,则 2mg-(qE+kx2)=0 ⑦ 由于x1=x2,说明A,B在最高点处与合外力为零处弹簧的弹性势能相等,对此过程由能量守恒定律得 解得: 。 点晴:解决问题首先要清楚研究对象的运动过程,们要清楚运动过程中能量的转化,以便从能量守恒角度解决问题,把动量守恒和能量守恒结合起来列出等式求解是常见的问题。  
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考点分析:
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端午节赛龙舟是中国民间传统水上体育娱乐项目,比赛时多人集体在鼓手的指挥下统一划桨竞赛。2017年瑞午节,某龙舟队以128.75秒的成绩。获得东莞龙舟锦标赛传统男子500米直道竞速项目的冠军。该次比赛可看成龙舟首先做初速度为零的匀加速直线运动,达到v = 6 m/s后做匀速直线运动完成比赛。(结果均保留3位有效数字)

(1)求龙舟匀加速阶段的加速度大小a

(2)某次训练中,龙舟以加速度a加速达到v,由于鼓手失误,使龙舟从100 m开始,在10 s内速度均匀减小到v1 = 4 m/s,经调整操作,10 s末龙舟重新开始以加速度a加速,加速到v后匀速完成训练。求龙舟由于鼓手失误而耽误的时间。

 

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在电子线路制作中常用到覆铜板,覆铜板是将补强材料(加入橡胶中可以显著提高其力学性能的材料)浸以树脂,一面或两面覆以铜箔,经热压而成的一种板状材料,称为覆铜箔层压板,它是做印制电路板的基本材料,常叫基材。小明同学是电子制作爱好者,他想应用所学的物理知识来测量覆铜板的导电铜膜厚度。于是他从资料上查得导电铜膜的电阻率ρ=1. 75×l0-8Ω·m,并利用下列器材完成了这个实验:

A.电源E(电动势为6V,内阻不计);

B.取待测长方形覆铜板一块,将两个粗铜条A、B平行压置在覆铜板的两端,与覆铜板接触良好,用作电极,如此就制成了待测电阻R(阻值约为2 Ω);

C.滑动变阻器(总阻值约为10 Ω);

D.定值电阻R2(电阻值R2 =6 Ω);

E.毫米刻度尺和游标卡尺;

F.电压表(量程为0~6 V,内阻很大);

G.电流表(量程为0~0.6 A,内阻约为5 Ω);

H.开关K,导线若干。

(1)请在图甲的实物图中完成实物连线,要求实验测量精度高__________

(2)小明在接通电路之前,先用游标卡尺测得覆铜板宽度d如图乙所示,则游标卡尺的读数为__ mm。

(3)小明用毫米刻度尺测两电极A、B间的距离L=1. 001 m。

(4)图丙中的6个点表示实验中测得的6组电流I、电压U的值,请完成作图_____,若所得图线的斜率用k表示,则导电铜膜的电阻R=   ______(用k及题中所给字母表示),根据实验数据及I-U图线求出导电铜膜的电阻R= _____ Ω(计算结果保留两位有效数字)。

(5)计算导电膜厚度h的值为____ mm(计算结果保留两位有效数字)。

 

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某探究学习小组的同学要验证牛顿第二定律,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘,实验时,调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)。

(1)该实验中小车所受的合力________(填等于不等于)力传感器的示数,该实验________(填需要不需要)满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量;

(2)通过实验可以获得以下测量数据:小车、传感器和挡光板的总质量M,挡光板的宽度d,光电门12的中心距离为s.若某次实验过程中测得力传感器的读数为F,小车通过光电门12的挡光时间分别为t1t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则该实验要验证的表达式是F=________

 

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在足够长的光滑绝缘的水平台面上,存在有平行于水平面向右的匀强电场,电场强度为E。水平台面上放置两个静止的小球AB(均可看作质点),两小球质量均为m,带正电的A球电荷量为QB球不带电,AB连线与电场线平行。开始时两球相距L,在电场力作用下,A球开始运动(此时为计时零点,即t=0),后与B球发生正碰,碰撞过程中AB两球总动能无损失。若在各次碰撞过程中,AB两球间均无电荷量转移,且不考虑两球碰撞时间及两球间的万有引力,则(    )

A. 第一次碰撞结束瞬间B球的速度大小为

B. 第一次碰撞到第二次碰撞B小球向右运动了2L

C. 第二次碰撞结束瞬间A球的速度大小为

D. 相邻两次碰撞时间间隔总为

 

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如图所示,左侧为一个固定在水平桌面上的半径为R的半球形碗,碗口直径AB水平,O点为球心,碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个足够长的固定光滑斜面。一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及竖直固定的轻质光滑定滑轮,细绳两端分别系有可视为质点的小球m1和物块m2,且m1m2。开始时m1恰在A点,m2在斜面上且距离斜面顶端足够远,此时连接m1m2的细绳与斜面平行且恰好伸直,C点是圆心O的正下方。当m1由静止释放开始运动,则下列说法中正确的是

A. m1A点运动到C点的过程中,m1m2组成的系统机械能守恒

B. m1运动到C点时,m1的速率是m2速率的

C. m1不可能沿碗面上升到B

D. m2沿斜面上滑过程中,地面对斜面的支持力始终保持恒定

 

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