题目内容

【题目】如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为m1、m2的两物块A、B相连接,并静止在光滑水平面上。现使A获得水平向右、大小为3m/s的瞬时速度,从此刻开始计时,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图像提供的信息可得

A. t1t3时刻两物块达到共同速度1m/s,且弹簧都处于压缩状态

B. t1~t2时间内A、B的距离逐渐增大,t2时刻弹簧的弹性势能最大

C. 两物体的质量之比为m1:m2=2:1

D. t2时刻A、B两物块的动能之比为Ek1:Ek2=1:8

【答案】D

【解析】

根据v-t图像分析两物体的运动情况;根据动量守恒定律求解两物体的质量之比;根据在t2时刻A、B两物块的速度关系求解动能之比.

t1t3时刻两物块达到共同速度1m/s,且t1时刻弹簧处于压缩状态,t3时刻弹簧处于伸长状态,两个时刻弹簧的弹性势能最大;由图像的面积可知,在t1~t2时间内AB的距离逐渐增大,选项AB错误;根据动量守恒,从0-t1时刻: 即:3m1=(m1+m2)×1;解得2m1=m2,选项C错误;在t2时刻AB两物块的速度分别为-1m/s2m/s,根据Ek=mv2,可知动能之比为Ek1Ek2=18,选项D正确;故选D.

练习册系列答案
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【题目】如图(a)所示,两个完全相同的“人”字型金属轨道面对面正对着固定在竖直平面内,间距为d,它们的上端公共轨道部分保持竖直,下端均通过一小段弯曲轨道与一段直轨道相连,底端置于绝缘水平桌面上。MM′、PP′(图中虚线)之下的直轨道MN、M′N′、PQ、P′Q′长度均为L且不光滑(轨道其余部分光滑),并与水平方向均构成37°斜面,在左边轨道MM′以下的区域有垂直于斜面向下、磁感强度为B0的匀强磁场,在右边轨道PP′以下的区域有平行于斜面但大小未知的匀强磁场Bx,其它区域无磁场。QQ′间连接有阻值为2R的定值电阻与电压传感器(e、f为传感器的两条接线)。另有长度均为d的两根金属棒甲和乙,它们与MM′、PP′之下的轨道间的动摩擦因数均为μ=1/8。甲的质量为m、电阻为R;乙的质量为2m、电阻为2R。金属轨道电阻不计。先后进行以下两种操作:

操作Ⅰ:将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧,从某处由静止释放,运动到底端NN′过程中棒始终保持水平,且与轨道保持良好电接触,计算机屏幕上显示的电压—时间关系图像U—t图如图(b)所示(图中U已知);

操作Ⅱ:将金属棒甲紧靠竖直轨道的左侧、金属棒乙(图中未画出)紧靠竖直轨道的右侧,在同一高度将两棒同时由静止释放。多次改变高度重新由静止释放,运动中两棒始终保持水平,发现两棒总是同时到达桌面。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)试求操作Ⅰ中甲到MM′的速度大小;

(2)试求操作Ⅰ全过程定值电阻上产生的热量Q和通过磁场区域的时间t;

(3)试求右边轨道PP′以下的区域匀强磁场Bx的方向和大小。

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