如图所示,质量为mA=2kg的平板车A静止在水平地面上,车长d =5m。物块B静止在平板车左端,在物块B正前方某处。有一小球C,球C通过长l = 0.32m的细
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如图所示,质量为mA=2kg的平板车A静止在水平地面上,车长d =5m。物块B静止在平板车左端,在物块B正前方某处。有一小球C,球C通过长l = 0.32m的细
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,质量为m
A
=2kg的平板车A静止在水平地面上,车长d =5m。物块B静止在平板车左端,在物块B正前方某处。有一小球C,球C通过长l = 0.32m的细绳与固定点O相连,球C恰好与物块B等高,且C始终不与平板车A接触。在t = 0时刻,平板车A突然获得水平初速度v
0
开始向左运动,后来某一时刻物块B与球C发生弹性碰撞,碰后球C恰好能绕O点在竖直平面内作圆周运动。若B、C可视为质点,m
B
=m
C
= 1kg,物块B与平板车A、平板车A与地面之间的动摩擦因数均为µ=0.2,g取10m/s
2
,求:
(1)B、C碰撞瞬间,细绳拉力的大小?
(2)B、C碰撞前瞬间物块B的速度大小。
(3)若B、C碰撞时,物块B在平板车的中间位置,且t
0
=1.5s时平板车A的速度变为v
1
=5m/s,则
物块B是在加速阶段还是减速阶段与球C相碰撞?小车的初速度v
0
多大?
答案
(1)60N(2)4m/s;(3)减速阶段与球C相碰;9m/s;
解析
试题分析:(1)当球C在最高点处时。由牛顿第二定律,得
碰后球C从最低点到最高点过程中:
当球C在最低点处:
解得:F=60N
(2)物块B与球C碰撞前速度为
,碰撞后速度为
,则
解得:
(3)刚开始时,平板车的加速度大小
,物块B的加速度大小
,
对平板车,由牛顿第二定律,
得
对物块B,
假设B在加速阶段与C相碰,加速时间
,则
,且
故平板车A的初速度
时平板车速度
由于
所以物块B只能在与平板车相对静止共同减速阶段与球C相碰。
物块B与平板车相对静止共同减速时加速度大小
,由牛顿第二定律,得
设物块B与平板车速度相对滑动时间
,则
联立式子,解得:
举一反三
如图所示,轻弹簧的一端固定,另一端与滑块B相连,B静止在水平导轨上,弹簧处在原长状态。滑块A从半径为R的光滑
圆弧槽无初速滑下,从P点滑上水平导轨,当A滑过距离s
l
=R时,与B相碰,碰撞时间极短,碰后A、B紧贴在一起运动,但互不粘连.最后A恰好返回出发点P并停止.在A、B压缩弹簧过程始终未超过弹簧的弹性限度。已知滑块A和B质量均为m(A、B可视为质点),且与导轨的滑动摩擦因数都为
=0.1,重力加速度为g,试求:
(1)滑块A从圆弧滑到P点时对导轨的压力,
(2)A、B碰后瞬间滑块A的速度,
(3)运动过程中弹簧最大形变量S
2
题型:不详
难度:
|
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如图所示,两根电阻不计的光滑金属导轨竖直放置,导轨上端接电阻R,宽度相同的水平条形区域I和II内有方向垂直导轨平面向里的匀强磁场B,I和II之间无磁场。一导体棒两端套在导轨上,并与两导轨始终保持良好接触,导体棒从距区域I上边界H处由静止释放,在穿过两段磁场区域的过程中,流过电阻R上的电流及其变化情况相同。下面四个图象能定性描述导体棒速度大小与时间关系的是
题型:不详
难度:
|
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物体甲、乙原来静止于光滑水平面上.从t=0时刻开始,甲沿水平面做直线运动,位移x和时间平方t
2
的关系图象如图甲;乙受到如图乙所示的水平拉力F的作用。则在0~4s的时间内
A.甲物体所受合力不断变化
B.甲物体的速度不断减小
C.2 s末乙物体改变运动方向
D.2 s末乙物体速度达到最大
题型:不详
难度:
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真空中存在空间范围足够大的水平向右的匀强电场。在电场中,若将一个质量为m=0.1kg、带正电的小球由静止释放,运动中小球速度与竖直方向夹角为37°。现将该小球从电场中某点以初速度v
0
=10m/s竖直向上抛出,(取sin37°=0.6,cos37°="0.8" ,g=10m/s
2
)求运动过程中:
(1)小球受到的电场力的大小及方向;
(2)小球从抛出点至最高点的过程中水平位移为多大?
(3)小球从抛出点至最高点的过程中电势能的变化量。
题型:不详
难度:
|
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1932年,劳伦斯和利文斯设计出了回旋加速器.回旋加速器的工作原理如图所示,置于真空中的两个D形金属盒半径为R,两盒间的狭缝很小,带电粒子穿过的时间可以忽略不计.磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直. 设两D形盒之间所加的交流电压为U,被加速的粒子质量为m、电量为q,粒子从D形盒一侧开始被加速(初动能可以忽略),经若干次加速后粒子从D形盒边缘射出.
求:(1)粒子从静止开始第1次经过两D形盒间狭缝加速后的速度大小
(2)粒子第一次进入D型盒磁场中做圆周运动的轨道半径
(3)粒子至少经过多少次加速才能从回旋加速器D形盒射出
题型:不详
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