高三物理解答题中等难度题
如图所示,光滑水平面MN的左端M处有一弹射装置P(P为左端固定,处于压缩状态且锁定的轻质弹簧,当A与P碰撞时P立即解除锁定),右端N处与水平传送带恰平齐且很靠近,传送带沿逆时针方向以恒定速率υ = 5m/s 匀速转动,水平部分长度L = 4m。放在水平面上的两相同小物块A、B(均视为质点)间有一被压缩的轻质弹簧,弹性势能Ep = 4J,弹簧与A相连接,与B不连接,A、B与传送带间的动摩擦因数μ = 0.2,物块质量mA = mB = 1kg。现将A、B由静止开始释放,弹簧弹开,在B离开弹簧时,A未与P碰撞,B未滑上传送带。取g = 10m/s2。求:
(1)B滑上传送带后,向右运动的最远处与N点间的距离sm;
(2)B从滑上传送带到返回到N端的时间t和这一过程中B与传送带间因摩擦而产生的热 能Q;
(3)B回到水平面后压缩被弹射装置P弹回的A上的弹簧,B与弹簧分离然后再滑上传 送带。则P锁定时具有的弹性势能E满足什么条件,才能使B与弹簧分离后不再与弹簧相碰。
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如图所示为某种弹射装置的示意图,该装置由三部分组成,传送带左边是足够长的光滑水平面,一轻质弹簧左端固定,右端连接着质量M=6.0kg的物块A。装置的中间是水平传送带,它与左右两边的台面等高,并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动,使传送带上表面以u=2.0m/s匀速运动。传送带的右边是一半径R=1.25m位于竖直平面内的光滑圆弧轨道。质量m=2.0kg的物块B从圆弧的最高处由静止释放。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,传送带两轴之间的距离l=4.5m。设第一次碰撞前,物块A静止,物块B与A发生碰撞后被弹回,物块A、B的速度大小均等于B的碰撞前的速度的一半。取g=10m/s2。求:
(1)物块B滑到圆弧的最低点C时对轨道的压力;
(2)物块B与物块A第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能;
(3)如果物块A、B每次碰撞后,物块A再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定,而当它们再次碰撞前锁定被解除,求物块B经第一次与物块A碰撞后在传送带上运动的总时间。
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如图所示,水平传送带的两端B、C与水平面平滑连接,传送带长l=0.8m,以恒定速度v=2m/s逆时针转动,传送带左侧水平面上有一轻弹簧左端固定在竖直墙上,某物块将弹簧压缩并锁定处于静止状态,现解除对弹簧的锁定,物块被推开并向右滑到传送带正中间时,一颗子弹以80m/s的速率向左射入物块,并留在物块中,物块刚好不能滑到右边水平面上,已知物块的质量为m1=0.45kg,子弹的质量为m2=50g,物块与水平面和传送带的动摩擦因数均为0.5,子弹和物块的大小可以忽略。重力加速度g=10m/s2.求:
(1)如果子弹不射入物块,物块会运动到右边水平面上离C点多远的位置?(保留三位有效数字)
(2)子弹射入物块后,物块在传送带上第一次运动到B点时所用时间及物块与传送带摩擦产生的热量;
(3)若物块从B点滑离传送带并向左运动一段距离再次压缩弹簧,被弹簧弹开后向右运动到B点左侧0.1m处停下来,则该过程中弹簧获得的最大弹性势能为多少?
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如图所示为弹簧弹射装置,在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧,在其两端各放置一个金属小球1和2(两球直径略小于管径且与弹簧不固连),压缩弹簧并锁定。现解除锁定,则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射。按下述步骤进行实验:
①用天平测出两球质量分别m1、m2;
②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h;
③解除弹簧锁定弹出两球,记录两球在水平地面上的落点P、Q。
回答下列问题:
(1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能,还需测量的物理量有______。(已知重力加速度g)
A.弹簧的压缩量△x;
B.两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2;
C.小球直径;
D.两球从管口弹出到落地的时间t1、t2。
(2)根据测量结果,可得弹性势能的表达式为EP=____________。
(3)由上述测得的物理量来表示,如果满足关系式____________,那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。
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如图所示为弹簧弹射装置,在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧,在其两端各放置一个金属小球1和2(两球直径略小于管径且与弹簧不固连),压缩弹簧并锁定。现解除锁定,则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射。按下述步骤进行实验:
①用天平测出两球质量分别m1、m2;
②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h;
③解除弹簧锁定弹出两球,记录两球在水平地面上的落点P、Q。
回答下列问题:
(1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能,还需测量的物理量有______。(已知重力加速度g)
A.弹簧的压缩量△x;
B.两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2;
C.小球直径;
D.两球从管口弹出到落地的时间t1、t2。
(2)根据测量结果,可得弹性势能的表达式为EP=____________。
(3)由上述测得的物理量来表示,如果满足关系式____________,那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒。
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如图所示,某同学制作了一个弹簧弹射装置,轻弹簧两端各放一个金属小球(小球与弹簧不连接),压缩弹簧并锁定,该系统放在内壁光滑的金属管中(管径略大于两球直径),金属管水平固定在离地面一定高度处,解除弹簧锁定,两小球向相反方向弹射,射出管时均已脱离弹簧,现要测定弹射装置锁定时具有的弹性势能,并探究弹射过程遵循的规律,实验小组配有足够的基本测量工具,重力加速度大小取g,按下述步骤进行实验:
①用天平测出小球P和Q的质量分别为m1、m2;
②用刻度尺测出管口离地面的高度h;
③解除锁定记录两球在水平地面上的落点N、M;
根据该同学的实验,回答下列问题:
(1)除上述测量外,要测定弹射装置锁定时具有的弹性势能,还需要测量的物理量是(______)
A.弹簧的压缩量Δx
B.P、Q两球落地点M、N到对应管口的水平距离 x1、x2
C.金属管的长度L
D.两球从弹出到落地的时间 t1、t2
(2)根据测量物理量可得弹性势能的表达式EP=_____________________________________。
(3)如果满足关系式_______________________,则说明弹射过程中轻弹簧和两金属球组成的系统动量守恒。(用测得的物理量符号表示)
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如图所示,某同学制作了一个弹簧弹射装置,轻弹簧两端各放一个金属小球(小球与弹簧不连接),压缩弹簧并锁定,该系统放在内壁光滑的金属管中(管径略大于两球直径),金属管水平固定在离地面一定高度处,解除弹簧锁定,两小球向相反方向弹射,射出管时均已脱离弹簧,现要测定弹射装置锁定时具有的弹性势能,并探究弹射过程遵循的规律,实验小组配有足够的基本测量工具,重力加速度大小取g,按下述步骤进行实验:
①用天平测出小球P和Q的质量分别为m1、m2;
②用刻度尺测出管口离地面的高度h;
③解除锁定记录两球在水平地面上的落点N、M;
根据该同学的实验,回答下列问题:
(1)除上述测量外,要测定弹射装置锁定时具有的弹性势能,还需要测量的物理量是(______)
A.弹簧的压缩量Δx
B.P、Q两球落地点M、N到对应管口的水平距离 x1、x2
C.金属管的长度L
D.两球从弹出到落地的时间 t1、t2
(2)根据测量物理量可得弹性势能的表达式EP=_____________________________________。
(3)如果满足关系式_______________________,则说明弹射过程中轻弹簧和两金属球组成的系统动量守恒。(用测得的物理量符号表示)
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如图所示,装置的左边是足够长的光滑水平面,一轻质弹簧左端固定,右端连接着质量m=lkg的小物块A,弹簧压缩后被锁定在某一长度。装置的中间是水平传送带,它与左右两边的台面等高,并能平滑对接。传送带始终以v=2ms的速度逆时针转动。装置的右边是一光滑的曲面,质量M=2kg的小物块B从其上距水平台面h=1.0m处由静止释放。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,l=1.0m。设物块A、B之间发生的是对心碰撞(碰撞时间极短),碰撞后两者一起向前运动且碰撞瞬间弹簧锁定被解除。取g=10m/s2。
(1)求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小;
(2)若物块B第一次与A分离后,恰好运动到右边曲面距水平台面h′=0.5m高的位置,求弹簧被锁定时弹性势能的大小;
(3)在满足(2)问条件的前提下,两物块发生多次碰撞,且每次碰撞后分离的瞬间物块A都会立即被锁定,而当它们再次碰撞前锁定被解除,求物块A、B第n次碰撞后瞬间速度大小。(计算结果可用根号表示)
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