如图,一质量m = 1 kg的木块静止的光滑水平地面上。开始时,木块右端与墙相距L = 0.08 m;质量为m = 1 kg的小物块以初速度υ0= 2 m/s滑
题型:不详难度:来源:
如图,一质量m = 1 kg的木块静止的光滑水平地面上。开始时,木块右端与墙相距L = 0.08 m;质量为m = 1 kg的小物块以初速度υ0= 2 m/s滑上木板左端。木板长度可保证物块在运动过程中不与墙接触。物块与木板之间的动摩擦因数为μ= 0.1,木板与墙的碰撞是完全弹性的。取g = 10 m/s2,求
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200109/20200109160124-51188.jpg) 小题1:从物块滑上木板到两者达到共同速度时,木板与墙碰撞的次数及所用的时间; 小题2:达到共同速度时木板右端与墙之间的距离。 |
答案
小题1:1.8S 小题2:0.06 m |
解析
(1)物块滑上木板后,在摩擦力作用下,木板从静止开始做匀加速运动。设木块加速度为a,经历时间T后与墙第一次碰撞,碰撞时的速度为υ1,则 μmg=ma ① L=aT2 ② υ1=at ③ 联立①②③式解得T= 0.4 s υ1 = 0.4 m/s ④ 在物块与木板两者达到共同速度前,在每两次碰撞之间,木板受到物块对它的摩擦力作用而做加速度恒定的运动,因而木板与墙相碰后将返回至初态,所用时间为T。设在物块与木板两者达到共同速度υ前木块共经历n次碰撞,则有 υ= υ0– (2nT + △t)a=a△t ⑤ 式中△t是碰撞n次后木板从起始位置至达到共同速度所需要的时间。 ⑤式可改写为2υ= υ0– 2nT ⑥ 由于木板的速率只能位于0到v0之间,故有0 ≤ υ0– 2nT ≤ 2υ0 ⑦ 求解上式得 1.5 ≤ n ≤ 2.5 由于n是整数,故 n=2 ⑧ 再由①⑤⑧得 △t= 0.2 s ⑨ υ = 0.2m/s ⑩ 从开始到物块与木板两者达到共同速度所用的时间为t= 4T + △t= 1.8 s (2)物块与木板达到共同速度时,木板右端与墙之间的距离为 s=L–a△t2 联立①12式,并代入数据得s= 0.06m |
举一反三
(选修模块3-5)(15分) 小题1:下列物理实验中,能说明粒子具有波动性的是 A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系,证明了爱因斯坦方程的正确性 | B.通过测试多种物质对X射线的散射,发现散射射线中有波长变大的成分 | C.通过电子双缝实验,发现电子的干涉现象 | D.利用晶体做电子束衍射实验,证实了电子的波动性 | 小题2:氢原子的能级如图所示.有一群处于n=4能级的氢原子,这群氢原子能发出 种谱线,发出的光子照射某金属能产生光电效应现象,则该金属的逸出功应小于 eV.
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200109/20200109160120-95263.jpg) 小题3:近年来,国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展,它利用的核反应方程是 H + H→ He+ n.若 H和 H迎面碰撞,初速度大小分别为v1、v2, H、 H、 He、 n的质量分别为m1、m2、m3、m4,反应后 He的速度大小为v3,方向与 H的运动方向相同,求中子 n的速度 (选取m的运动方向为正方向,不计释放的光子的动量,不考虑相对论效应). |
(选修模块3-5)(15分) 小题1:下列说法正确的有 ( )A.卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小 | B.氢原子辐射出一个光子后,氢原子的电势能增大,核外电子的运动加速度增大 | C.物质波是一种概率波,在微观物理学中不可以用“轨迹”来描述粒子的运动 | D.若氢原子从 n =" 6" 能级向 n =" 1" 能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应,则氢原子从 n =" 6" 能级向 n =" 2" 能级跃迁时辐射出的光能使该金属发生光电效应 | 小题2:正电子发射计算机断层显象(PET)的基本原理是:将放射性同位素 注入人体, 在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭,转化为一对γ光子,被探测器探测到,并经计算机处理后产生清晰的图象.根据PET的原理, 在人体内衰变的方程式是 ;在PET中, 的主要用途是作为 . 小题3:如图所示,质量分别为m1和m2的两个小球在光滑水平面上分别以速度v1、v2同向运动,并发生对心碰撞,碰后m2被右侧墙壁原速率弹回,又与m1碰撞,再一次碰撞后两球都静止.求第一次碰后m1球速度的大小.
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200109/20200109160115-93360.jpg) |
如图,虚线下方有足够大的场强大小E=5.0×103 V/m和上方场强为8mg/3q的匀强电场,方向均水平向右。质量均为m=1.5×10-2kg的A、B小球,其中B球为绝缘小球且不带电,被长为R的绝缘丝线悬挂在O点刚好静止在虚线上, A球带电荷量为qA=+6.0×10-6C,在竖直平面内的以某一初速度v竖直进入电场,运动到B点速度刚好水平,同时与B球发生正碰并立即粘在一起围绕O点做半径为R=0.7m完整的圆周运动,假设甲、乙两球可视为质点,g取10 m/s2。(sin53°="0.8,c0s53°=0.6)"
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200109/20200109160111-91763.png) 小题1:假设初速度v="20m/s" ,试求小球A与B球碰撞前能运动的水平位移的大小和整个过程中电场力对小球做功的最大值。 小题2:如果小球刚好能做完整的圆周运动,试求碰撞前A球的最小速度和绳子所受的最大拉力分别多大。 |
动量分别为5kgm/s和6kgm/s的小球A、B沿光滑平面上的同一条直线同向运动,A追上B并发生碰撞后.若已知碰撞后A的动量减小了2kgm/s,而方向不变,那么A、B质量之比的可能范围是什么? |
在利用悬线悬挂等大小球探究碰撞中的不变量的实验中,下列说法不正确的是( )A.悬挂两球的细绳长度要适当,且等长 | B.由静止释放小球,以便较准确计算小球碰前速度 | C.两小球必须都是钢性球,且质量相同 | D.两小球碰后可以粘在一起共同运动 |
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