8.图23是一个演示实验.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是某种材料组成的空心球.质量为m1=0.28kg.在其顶部的凹坑中插着质量为m2=0.10kg的木棍B.B只是松松地插字凹坑中.其下端与坎底之间有小空隙.将此装置从A下端离地板的高度H=1.25m处静释放.实验中A触地后在极短的时间内反弹.与地之间发生弹性碰撞,接着木棍B脱离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 图23 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

如图7是一演示实验的电路图,图中L是一个带铁芯的线圈,A是一灯泡.起初,开关处于闭合状态,电路是接通的,现将开关断开,则开关断开的瞬间,通过灯泡A的电流方向是从_______端经灯泡到______端.

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(1)图1是一个能够显示平抛运动及其特点的演示实验,用小锤敲击弹性金属片,小球A就沿水平方向飞出,做平抛运动;同时小球B被松开,做自由落体运动.图2是该装置一次实验的数码连拍照片,同时显示了A、B球分别做平抛运动和自由落体运动的轨迹.
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①由图2的数码连拍照片分析可知,做平抛运动的A球离开轨道后在竖直方向的分运动是
 

②现在重新设计该实验,如图3所示,光源位于S点,紧靠着光源的前方有一个小球A,光照射A球时在竖直屏幕上形成影子P.现打开数码相机,同时将小球向着垂直于屏幕的方向水平抛出,不计空气阻力,小球的影像P在屏幕上移动情况即被数码相机用连拍功能(每隔相同的时间自动拍摄一次)拍摄下来,如图4所示.则小球的影像P在屏上移动情况应当是图4中的
 
(选填“(c)”或“(d)”).
(2)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图5所示,打点计时器固定在斜面上.滑块拖着穿过打点计时器的纸带从斜面上加速滑下,如图5所示.图6是打出纸带的一段.
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①先利用纸带测出滑块的加速度a,已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,选A、B、C…等7个点为计数点,各计数点间均有一个点没有画出,各计数点间距离如图5所示,滑块下滑的加速度a=
 
m/s2
②除了加速度a,为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有
 
.(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度L                   B.木板的末端被垫起的高度h
C.木板的质量m1                  D.滑块的质量m2
E.滑块运动的时间t
③滑块与木板间的动摩擦因数μ=
 
 (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数应该比真实值
 
 (填“偏大”或“偏小”).写出支持你的看法的一个论据:
 

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精英家教网彭老师在课堂上做了一个演示实验:装置如图所示,在容器的中心放一个圆柱形电极,沿容器边缘内壁放一个圆环形电极,把A和B分别与电源的两极相连,然后在容器内放入液体,将该容器放在磁场中,液体就会旋转起来.王同学回去后重复彭老师的实验步骤,但液体并没有旋转起来.造成这种现象的原因可能是,该同学在实验过程中(  )

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在学习光的色散的时候老师在课堂上做了一个演示实验,让某特制的一束复色光由空气射向一块平行平面玻璃砖(玻璃较厚),经折射分成两束单色光a、b,已知a光是红光,而b光是蓝光,你认为下图中哪个光路图是正确的(  )?

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精英家教网有一个演示实验,在上下面都是金属板的玻璃盒内,放了许多锡箔纸揉成的小球,当上下板间加上电压后,小球就上下不停地跳动.现取以下简化模型进行定量研究.如图所示,电容量为C的平行板电容器的极板A和B水平放置,相距为d,与电动势为E、内阻可不计的电源相连.设两板之间只有一个质量为m的导电小球,小球可视为质点,小球与极板每次发生碰撞后,速度都立即变为零,带电状态也立即改变,改变后,小球所带电荷性质与该极板电荷性质相同,电量为极板电量的n倍(n<<1),不计带电小球带电对极板间匀强电场的影响.重力加速度为g
(1)当电键S闭合后,电容器所带的电量Q=?
(2)欲使小球能够不断地在两板间上下往返运动,电动势E至少应大于多少?
(3)设上述条件已满足,在较长的时间间隔t内,小球做了很多次往返运动.求在t时间内小球往返运动的次数以及通过电源的总电量.

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                                   高考真题

1.【解析】设物体的质量为m,t0时刻受盒子碰撞获得速度v,根据动量守恒定律                

3t0时刻物体与盒子右壁碰撞使盒子速度又变为v0,说明碰撞是弹性碰撞            联立以上两式解得  m=M                      

(也可通过图象分析得出v0=v,结合动量守恒,得出正确结果)

【答案】m=M

2.【解析】由动量守恒定律和能量守恒定律得:      

          解得:

      炮弹射出后做平抛,有:

      解得目标A距炮口的水平距离为:

     同理,目标B距炮口的水平距离为:

                     

              解得:

【答案】

3.【解析】(1)P1滑到最低点速度为,由机械能守恒定律有:  

    解得:

P1、P2碰撞,满足动量守恒,机械能守恒定律,设碰后速度分别为

      

解得:    =5m/s

P2向右滑动时,假设P1保持不动,对P2有:(向左)

对P1、M有: 

此时对P1有:,所以假设成立。

(2)P2滑到C点速度为,由   得

P1、P2碰撞到P2滑到C点时,设P1、M速度为v,对动量守恒定律:

     解得:

对P1、P2、M为系统:

代入数值得:

滑板碰后,P1向右滑行距离:

P2向左滑行距离:

所以P1、P2静止后距离:

【答案】(1)(2)

 

4.【解析】(1)P1经t1时间与P2碰撞,则     

P1、P2碰撞,设碰后P2速度为v2,由动量守恒:

解得(水平向左)    (水平向右)

碰撞后小球P1向左运动的最大距离:      又:

解得:

所需时间:

(2)设P1、P2碰撞后又经时间在OB区间内再次发生碰撞,且P1受电场力不变,由运动学公式,以水平向右为正:   则: 

解得:  (故P1受电场力不变)

对P2分析:  

所以假设成立,两球能在OB区间内再次发生碰撞。

5.【解析】从两小球碰撞后到它们再次相遇,小球A和B的速度大小保持不变。根据它们通过的路程,可知小球B和小球A在碰撞后的速度大小之比为4┱1。

设碰撞后小球A和B 的速度分别为,在碰撞过程中动量守恒,碰撞前后动能相等,有

                     ………… ①

               ………… ②

联立以上两式再由,可解出 m1∶m2=2∶1

【答案】2∶1

6.【解析】⑴碰后B上摆过程机械能守恒,可得

⑵两球发生弹性碰撞过程系统动量守恒,机械能守恒。设与B碰前瞬间A的速度是v0,有2mv0=2mvA+mvB,可得vA= v0/3,vB= 4v0/3,因此,同时也得到

⑶先由A平抛的初速度vA和水平位移L/2,求得下落高度恰好是L。即两球碰撞点到水平面的高度是L。A离开弹簧时的初动能可以认为就等于弹性力对A做的功。A离开弹簧上升的全过程用机械能守恒:,解得W=

【答案】(1)   (2)W=                  

7.【解析】此题是单个质点碰撞的多过程问题,既可以用动能定理与动量定理求解,也可以用力与运动关系与动量求解.设小物块从高为h处由静止开始沿斜面向下运动,到达斜面底端时速度为v。                                  

由动能定理得          ①

以沿斜面向上为动量的正方向。按动量定理,碰撞过程中挡板给小物块的冲量

②                                         

设碰撞后小物块所能达到的最大高度为h’,则 ③                             

同理,有   ⑤                                     

式中,v’为小物块再次到达斜面底端时的速度,I’为再次碰撞过程中挡板给小物块的冲量。由①②③④⑤式得       ⑥式中   ⑦                                         

由此可知,小物块前4次与挡板碰撞所获得的冲量成等比级数,首项为

  ⑧总冲量为

   由  ( ⑩得

      代入数据得     N?s     

【答案】  N?s

8.【解析】此题开始的绳连的系统,后粘合变成了小球单个质点的运动问题(1)对系统,设小球在最低点时速度大小为v1,此时滑块的速度大小为v2,滑块与挡板接触前由系统的机械能守恒定律:mgl = mv12 +mv22

由系统的水平方向动量守恒定律:mv1 = mv2

对滑块与挡板接触到速度刚好变为零的过程中,挡板阻力对滑块的冲量为:I = mv2

联立①②③解得I = m 方向向左④

(2)小球释放到第一次到达最低点的过程中,设绳的拉力对小球做功的大小为W,对小球由动能定理:mgl+W = mv12

联立①②⑤解得:W =-mgl,即绳的拉力对小球做负功,大小为mgl 。

【答案】(1)I = m 方向向左;(2)mgl

9.【解析】(1)设B在绳被拉断后瞬间的速度为,到达C点时的速度为,有

   (1)    (2)

代入数据得         (3)

(2)设弹簧恢复到自然长度时B的速度为,取水平向右为正方向,有

    (4)      (5)

代入数据得     其大小为4NS  (6)

(3)设绳断后A的速度为,取水平向右为正方向,有

 (7)   代入数据得

【答案】(1)  (2)4NS     (3)

10.【解析】设摆球A、B的质量分别为,摆长为l,B球的初始高度为h1,碰撞前B球的速度为vB.在不考虑摆线质量的情况下,根据题意及机械能守恒定律得

                                                  ①

                                                    ②

设碰撞前、后两摆球的总动量的大小分别为P1、P2。有

P1=mBv                                                            ③

联立①②③式得

                                           ④

同理可得

                                     ⑤

联立④⑤式得                                        

代入已知条件得         由此可以推出≤4%                                                      

所以,此实验在规定的范围内验证了动量守恒定律。

【答案】≤4%  

名校试题

1.【解析】(1)M静止时,设弹簧压缩量为l0,则Mg=kl0     

速度最大时,M、m组成的系统加速度为零,则

(M+m)g-k(l0+l1)=0     ②-

联立①②解得:k=50N/m   ③                                     

[或:因M初位置和速度最大时都是平衡状态,故mg=kl1,解得:k=50N/m]

(2)m下落h过程中,mgh=mv02     ④-

m冲击M过程中, m v0=(M+m)v       ⑤-

所求过程的弹性势能的增加量:ΔE=(M+m)g(l1+l2)+ (M+m)v2

联立④⑤⑥解得:ΔE=0.66J   ⑦

(用弹性势能公式计算的结果为ΔE=0.65J也算正确)

【答案】ΔE=0.66J

2.【解析】①根据图象可知,物体C与物体A相碰前的速度为:v1=6m/s

       相碰后的速度为:v2=2m/s   根据定量守恒定律得:

       解得:m3=2.0kg

       ②规定向左的方向为正方向,在第5.0s和第15s末物块A的速度分别为:

       v2=2m/s,v3=-2m/s 所以物块A的动量变化为:

       即在5.0s到15s的时间内物块A动量变化的大小为:16kg?m/s 方向向右

【答案】(1)m3=2.0kg   (2)16kg?m/s 方向向右

3.【解析】(1)设第一颗子弹进入靶盒A后,子弹与靶盒的共内速度为

  根据碰撞过程系统动量守恒,有:  

  设A离开O点的最大距离为,由动能定理有: 

  解得:  

(2)根据题意,A在的恒力F的作用返回O点时第二颗子弹正好打入,由于A的动量与第二颗子弹动量大小相同,方向相反,故第二颗子弹打入后,A将静止在O点。设第三颗子弹打入A后,它们的共同速度为,由系统动量守恒得: (2分)

  设A从离开O点到又回到O点所经历的时间为t,取碰后A运动的方向为正方向,由动量定理得: 解得:   

(3)从第(2)问的计算可以看出,第1、3、5、……(2n+1)颗子弹打入A后,A运动时间均为 故总时间  

【答案】(1)  (2)   (3)

4.【解析】对A、B、C整体,从C以v0滑上木块到最终B、C达到共同速度V,

其动量守恒既:m v0=2mV1+3mv     1.8=2V1+3×0.4        V1=0.3m/s          

对A、B、C整体,从C以v0滑上木块到C以V2刚离开长木板,

此时A、B具有共同的速度V1。其动量守恒即:m v0=mV2+4mv1      

1.8=V2+4×0.3         V2=0.6m/s  

 【答案】 (1)V1=0.3m/s  (2)  V2=0.6m/s    

5.【解析】(1)B与A碰撞前速度由动能定理   

 得         

      B与A碰撞,由动量守恒定律        

      得               

      碰后到物块A、B运动至速度减为零,弹簧的最大弹性势能

                     

(2)设撤去F后,A、B一起回到O点时的速度为,由机械能守恒得

                             

   返回至O点时,A、B开始分离,B在滑动摩擦力作用下向左作匀减速直线运动,设物块B最终离O点最大距离为x

 由动能定理得:                       

 【答案】(1)  (2)

6.【解析】设小车初速度为V0,A与车相互作用摩擦力为f,      

第一次碰后A与小车相对静止时速为  V1,由动量守恒,

得 mAV0-mBV0=(mA+mB)V1

   由能量守恒,得mAV02mBV02=f?L+(mA+mB)V12…        图14

    多次碰撞后,A停在车右端,系统初动能全部转化为内能,由能量守恒,得

    fL=(mA+mB)V02

    联系以上三式,解得:(mA+mB)2=4(mA-mB)2  ∴mA=3mB

【答案】mA=3mB

 

 

7.【解析】(1)当B离开墙壁时,A的速度为v0,由机械能守恒有

            mv02=E                         解得 v0=    

(2)以后运动中,当弹簧弹性势能最大时,弹簧达到最大程度时,A、B速度相等,设为v,由动量守恒有  2mv=mv0        解得               v=  

(3)根据机械能守恒,最大弹性势能为

             Ep=mv022mv2=E        

【答案】(1)v0=  (2)v=    (3)Ep=E

8.【解析】设子弹的质量为m,木块的质量为M,子弹射出枪口时的速度为v0

第一颗子弹射入木块时,动量守恒 

木块带着子弹做平抛运动   

第二颗子弹射入木块时,动量守恒 

木块带着两颗子弹做平抛运动   

联立以上各式解得   

【答案】

9.【解析】

车与缓冲器短时相撞过程根据动量守恒:           ②         2分

O到D过程               ③      

由①②③求得:                                   

(2)D到O过程                ④       

赛车从O点到停止运动              ⑤        

车整个过程克服摩擦力做功        ⑥      

由④⑤⑥求得:    

【答案】(1)      (2)  

10.【解析】(1)设所有物块都相对木板静止时的速度为 v,因木板与所有物块系统水平方向不受外力,动量守恒,应有:

m v+m?2 v+m?3 v+…+m?n v=(M + nm)v      1

              M = nm,                              2

解得:          v=(n+1)v,                                        6分

    (2)设第1号物块相对木板静止时的速度为v,取木板与物块1为系统一部分,第2 号物块到第n号物块为系统另一部分,则

      木板和物块1    △p =(M + m)v- m v

      2至n号物块    △p=(n-1)m?(v- v

由动量守恒定律: △p=△p

解得            v= v,                    3                 6分

(3)设第k号物块相对木板静止时的速度由v ,则第k号物块速度由k v减为v的过程中,序数在第k号物块后面的所有物块动量都减小m(k v- v),取木板与序号为1至K号以前的各物块为一部分,则 

△p=(M+km)v-(m v+m?2 v+…+mk v)=(n+k)m v-(k+1)m v

序号在第k以后的所有物块动量减少的总量为

     △p=(n-k)m(k v- v

由动量守恒得   △p=△p, 即

(n+k)m v-(k+1)m v= (n-k)m(k v- v),

解得        v=     

【答案】

11.【解析】(1)设地球质量为M0,在地球表面,有一质量为m的物体,

    设空间站质量为m′绕地球作匀速圆周运动时,

    联立解得,

  (2)因为探测器对喷射气体做功的功率恒为P,而单位时间内喷气质量为m,故在t时

    间内,据动能定理可求得喷出气体的速度为:

    另一方面探测器喷气过程中系统动量守恒,则:

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