题目内容
【题目】如图所示,凹槽A放置于水平面上,凹槽内表面水平光滑,凹槽两侧壁间距为d,在凹槽左侧壁放置物块 B(可视为质点),物块B、凹槽A质量分别为m、2m,凹槽与水平面间的动摩擦因数μ=0.5。现对凹槽施一水平外力,使A、B一起从静止开始水平向右运动,当速度达到时撤去外力。已知重力加速度为g,物块B与凹槽侧壁发生的碰撞都是弹性碰撞,碰撞时间极短可不计,不计空气阻力。求:
(1)刚撤去外力时凹槽A的加速度;
(2)物块B与凹槽右侧发生第一次碰撞后瞬间,A、B的速度大小vA、vB;
(3)从撤去外力到凹槽A停止运动的过程中,凹槽A运动的时间t。
【答案】(1) 水平向左 (2) , (3)
【解析】
(1)对B:
μ3mg=2ma,
a=
方向水平向左
(2)撤去外力后,物块B做匀速直线运动,槽A做匀减速运动设B历时t1运动到达槽右侧壁,槽碰前速度为有:
xB=v0t1
xA=v0t1-at12
xB-xA=d
v=v0-at1
解得:
v=
B与槽右侧壁发生弹性碰撞有
mv0+2mv=mvB+2mvA
m v02+2m v2=2m vB2+2m vA2
解得
vA==
vB= =
(3)从撤去力F到A、B第一次发生弹性碰撞经过的时间为t1,则
t1==
A、B第一次发生弹性碰撞后,B做匀速直线运动,A做匀减速直线运动,直至A速度减为0(此过程中A、B未发生碰撞),历时t2,
t2==
B继续做匀速直线运动,直至A、B第二次发生弹性碰撞,由机械能守恒和动量守恒得
vB'=-vB
vA'=vB
A再次做匀减速直线运动,直至A速度减为0,历时t3,
t3==
B继续做匀速直线运动,直至A、B第三次发生弹性碰撞,之后A再次做匀减速直线运动,直至A速度减为0,历时t4,同理可得
t4=×
t=t1+ t2+ t3+ t4. . . . . .=[++(1++. . . . . .)] =
【题目】物理研究性学习小组的同学设计多种实验想要测量月球表面的重力加速度 g 月的大小的。
(1)他们假设自己在月球上,设计了实验方案一,利用:A 质量 m 已知的重锤、B 打点计时器、C 直流电源、D 弹簧测力计,进行测量。他们的实验原理是________________(只填写规 律公式);实验选用的器材有____________________(选填器材前的字母)。
(2)他们假设自己在月球上,设想了实验方案二,利用小球自由下落时的频闪照片示意图,如图所示。若已知频闪仪每隔 T= 0.1s 闪光一次。他们的实验原理是_______(只填写规律公式);若已知月球表面的重力加速度 g 月=1.6m/s2,则图中的 AB 间的位移大小为_______。
(3)展开你想象的翅膀,大胆的再设计一个测量月球表面重力加速度 g 月大小的方案,写清你的实验原理,推导出测量 g 月的表达式,并写清需要测量的物理量。
实验原理 | _____________ |
公式推导 | ___________________ |
需要测量的物理量 | _______________ |