2、正确的实验操作对实验结果、人身安全都非常重要。下列实验操作正确的是 ( )
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A. B. C. D.
[解析]不能用一已点燃酒精灯去点燃另一个未点燃的酒精灯,A选项错误;氧气验满不能用木条伸入瓶内,B 选项错误;100mL量筒的量程太大,不能准确量取9.5mL的液体;D选项错误;
[答案]C
1、下列图示实验操作中,不正确的是 ( )
[解析] A选项中用灯帽盖灭酒精灯,正确;B选项中,砝码和氯化钠的位置放反了,错误,应该“左物右码”;C选项中,视线与量筒的凹液保持水平,读数方法正确;D选项中,用玻璃棒搅拌,可以加速氯化钠的溶解速度,正确。
[答案]B ![]()
14.解:物块与钢板碰撞时的速度
①
设v1表示质量为m的物块与钢板碰撞后一起开始向下运动的速度,因碰撞时间极短,动量守恒,
mv0=2mv1 ②
刚碰完时弹簧的弹性势能为EP.当它们一起回到O点时,弹簧无形变,弹性势能为零,根据题给条件,这时物块与钢板的速度为零,由机械能守恒,
③
设v2表示质量为2m的物块与钢板碰撞后开始一起向下运动的速度,则有
2mv0=3mv2 ④
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仍继续向上运动,设此时速度为v,则有
⑤
在以上两种情况中,弹簧的初始压缩量都是x0,故有
⑥
当质量为2m的物块与钢板一起回到O点时,弹簧的弹力为零,物块与钢板只受到重力作用,加速度为g.一过O点,钢板受到弹簧向下的拉力作用,加速度大于g.由于物块与钢板不粘连,物块不可能受到钢板的拉力,其加速度仍为g.故在O点物块与钢板分离,分离后,
⑦
12.解:(1)设A滑到a处的速度为v0= ①
f=uN,N=mg,f=ma,
a=ug ②
滑到板上离a点的最大距离为v02=2ugs0,
s0=2gh0/2ug=h0/u ③
A在板上不翻转应满足条件:摩擦力矩小于正压力力矩,即M摩擦≤M压力
umgR≤mg(L-s0) ④
h0≤u(L-Ur)=0.2(1-0.2)=0.16 m ⑤
(2)当h=0.45m,vA= = =3m/s
vA=vB=3m/s ⑥
设B在平板上运动直到平板翻转的时刻为t,取Δt=0.2s
sA=vA(t+Δt)-ug(t+Δt)2/2 ⑦’
sB=vBt-ugt2/2 ⑦
两物体在平板上恰好保持平板不翻转的条件是
2umgR=mg(L-sA)+mg(L-sB) ⑧
由⑦+⑦’式等于⑧式,得t=0.2s
13解.设质点P的质量为m,电量大小为q,根据题意,当A、B间的电压为U0时,有
qU0/d=mg,
当两板间的电压为2U0时,P的加速度向上,其大小为a,则
(q2U0/d)-mg=ma,
解得a=g.
当两板间的电压为零时,P自由下落,加速度为g,方向向下.
在t=0时,两板间的电压为2U0,P自A、B间的中点向上做初速度为零的匀加速运动,加速度为g.设经过时间τ1,P的速度变为v1,此时使电压变为零,让P在重力作用下做匀减速运动,再经过时间τ1′,P正好到达A板且速度为零,故有
v1=gτ1,0=v1-gτ1′,
(1/2)d=(1/2)gτ12+v1τ1′-(1/2)gτ1′2,
由以上各式,得
τ1=τ1′,τ1=(
/2)
,
因为t1=τ1,得t1=(
/2)
.
在重力作用下,P由A板处向下做匀加速运动,经过时间τ2,速度变为v2,方向向下,这时加上电压使P做匀减速运动,经过时间τ2′,P到达B板且速度为零,故有
v2=gτ2,0=v2-gτ2′,
d=(1/2)gτ22+v2τ2′-(1/2)gτ2′2,
由以上各式,得τ2=τ2′,τ2=
,
因为t2=t1+τ1′+τ2,
得t2=(
+1)
.
在电场力与重力的合力作用下,P由B板处向上做匀加速运动,经过时间τ3,速度变为v3,此时使电压变为零,让P在重力作用下做匀减速运动.经过时间τ3′,P正好到达A板且速度为零,故有
v3=gτ3,0=v3-gτ3′,
d=(1/2)gτ32+v3τ3′-(1/2)gτ3′2
由上得τ3=τ3′,τ3=
,
因为t3=t2+τ2′+τ3,
得t3=(
+3)
.
根据上面分析,因重力作用,P由A板向下做匀加速运动,经过时间τ2,再加上电压,经过时间τ2′,P到达B且速度为零,因为t4=t3+τ3′+τ2,
得t4=(
+5)
.
同样分析可得
tn=(
+2n-3)
.(n≥2)
10、解.⑴当A球与弹簧接触以后,在弹力作用下减速运动,而B球在弹力作用下加速运动,弹簧势能增加,当A、B速度相同时,弹簧的势能最大。
设A、B的共同速度为v,弹簧的最大势能为E,则A、B系统动量守恒:
由机械能守恒:
…②联立两式得:
……③
⑵设B球与挡板碰撞前瞬间的速度为vB,此时A的速度为vA。系统动量守恒:
………④
B与挡板碰后,以vB向左运动,压缩弹簧,当A、B速度相同(设为v共)时,弹簧势能最大,为Em,则:
……⑤
……⑥由④⑤两式得:
代入⑥式,化简得:
⑦而当弹簧恢复原长时相碰,vB有最大值vBm,则: mv0=mvA′+2mvBm
mv02/2=mvA′2/2+2mvBm2/2 联立以上两式得:vBm=
即vB的取值范围为:
⑧
结合⑦式可得:当vB=
时,Em有最大值为:
…⑨ 当vB=
时,Em有最小值为:
⑩
11解:由牛顿第二定律在平衡位置可建立方程:
①------(2分)在最大偏角处可建立方程:
②------(2分)
其中
为最大偏角,FA为小滑块运动至最大偏角时所受支持力,由机械能守恒得:
③------(3分)
由①②③式解得小滑块的质量和最大偏角分别为:
④------(1分)
⑤------(1分)由图线读得数可知,在t=0.1s时,小滑块第一次运动到平衡位置,对碗的压力F0=1.6N;在t=0.6s时,小滑块第一次运动到最大偏角位置,对碗的压力FA=0.1N;由④⑤式可得m=60g,cos
=1/6.
------(2分)
从以上分析可以得出以下判断:(1)小球的质量m=60g;(2)由于摆幅很大,故小球在碗中来回滑动虽近似周期运动,T=2.0s;但不是简谐运动。------(2分)
9、解:(1)子弹击中滑块A的过程中,子弹与滑块A组成的系统动量守恒
mC
=(mC+mA)vA ![]()
(2)对子弹滑块A、B和弹簧组成的系统,A、B速度相等时弹性势能最大。
根据动量守恒定律和功能关系可得:
=6 J
(3)设B动能最大时的速度为
vB′,A的速度为vA′,则
![]()
B获得的最大动能![]()
8、解: 设M.m共同速度为v,由动量守恒得
mvB-MVA=(m+M)v
代入数据得: v=2m/s
对AB组成得系统,由能量守恒![]()
umgL=
MVA2+
mvB2-
(M+m)V2
代入数据得: u=0.6
木板A与障碍物发生碰后以原速度反弹,假设B向右滑行,并与弹簧发生相互作用,当AB再次处于相对静止时,共同速度为u
由动量守恒得mv-Mv=(m+m)u 设B相对A的路程为s,由能量守恒得
umgs=(m+M)v2--( m+M)u2 代入数据得:s=
(m)
由于s>
L,所以B滑过Q点并与弹簧相互作用,然后相对A向左滑动到Q点左边,设离Q点距离为s1
S1=s-
L=0.17(m)
7、解:设平板车长为L,沙袋在车上受到的摩擦力为f。沙袋轻轻放到车上时,设最终车与沙袋的速度为v′,则
![]()
![]()
又M=
4m
可得:![]()
设沙袋以水平向左的初速度扔到车上,显然沙袋的初速度越大,在车上滑行的距离越长,沙袋刚好不从车上落下时,相对与车滑行的距离为L,其初速度为最大初速设为v,车的最终速度设为v终,以向右为坐标的正方向,有:
![]()
![]()
又M=
4m
可得:v=v0(v=3v0舍去)
车的最终速度设为v终=
方向向左
6、解(1)根据牛顿第二定律,滑块相对车滑动时的加速度
(1分)
滑块相对车滑动的时间
(1分)
滑块相对车滑动的距离
(1分)
滑块与车摩擦产生的内能
(1分)
由上述各式解得
(与动摩擦因数μ无关的定值) (1分)
(2)设恒力F取最小值为F1,滑块加速度为a1,此时滑块恰好到达车的左端,则
滑块运动到车左端的时间
①
由几何关系有
② (1分)
由牛顿定律有
③ (1分)
由①②③式代入数据解得
,
(2分)
则恒力F大小应该满足条件是
(1分)
(3)力F取最小值,当滑块运动到车左端后,为使滑块恰不从右端滑出,相对车先做匀加速运动(设运动加速度为a2,时间为t2),再做匀减速运动(设运动加速度大小为a3).到达车右端时,与车达共同速度.则有
④ (1分)
⑤ (1分)
⑥ (1分)
由④⑤⑥式代入数据解得
(1分)
则力F的作用时间t应满足
,即
(2分)
5、解:由图2可直接看出,A、B一起做周期性运动,运动的周期T=2t0,令 m表示 A的质量,L表示绳长,v1表示 B陷入A内时即t=0时 A、B的速度(即圆周运动最低点的速度),v2表示运动到最高点时的速度,F1表示运动到最低点时绳的拉力,f2表示运动到最高点时绳的拉力,则根据动量守恒定律,得mv0=( m0+m)v1,在最低点和最高点处运用牛顿定律可得
F1-( m0+m)g=( m0+m)v12/L, F2+( m0+m)g=( m0+m)v22/L
根据机械能守恒定律可得 2L( m+m0)g=( m+m0) v12/2- ( m+m0) v22/2。
由图2可知F2=0 。F1=Fm。由以上各式可解得,反映系统性质的物理量是
m=Fm/6g-m0 ,L =36m02v02 g/5Fm2,
A、B一起运动过程中的守恒量是机械能E,若以最低点为势能的零点,则E=(m+m0)v12/2。由几式解得E=3m02v02g/Fm。
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