摘要:1.如图15所示,劲度系数为k的轻弹簧,左端连着绝缘介质小球B.右端连在固定板上.放在光滑绝缘的水平面上.整个装置处在场强大小为E.方向水平向右的匀强电场中.现有一质量为m.带电荷量为+q的小球A.从距B球为S处自由释放.并与B球发生碰撞.碰撞中无机械能损失.且A球的电荷量始终不变.已知B球的质量M=3m.B球被碰后作周期性运动.其运动周期.

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一.不定项选择题

1.BCD  2.B  3.AC  4.BC  5.B  6.A

二.实验题

1.

设A物块碰撞B物块前后的速度分别为v1和v2,碰撞过程中动量守恒,

  代入数据得:             (4分)

2.①14.45-14.50(4分), ②C(4分),③1.01-1.02 。(4分)

 

三.计算题

1、

解:(1)设A球与B球碰撞前瞬间的速度为v0

由动能定理得,                     ①……………………(2分)

解得:                         ② ………………………(2分)

碰撞过程中动量守恒              ③………………(2分)

   机械能无损失,有           ④……………(2分)

解得      负号表示方向向左  ………………(1分)

      方向向右  ……………………………(1分)            (2)要使m与M第二次迎面碰撞仍发生在原位置,则必有A球重新回到O处所用的时间t恰好等于B球的 ………………………………(1分)

    ⑥ …………………………………………………………………(1分)

(n=0 、1 、2 、3 ……)  ⑦ …………………………(2分)

由题意得:                  ⑧ …………………………(1分)

解得:  (n=0 、1 、2 、3 ……) ⑨ ……………(2分)

2.

解:子弹穿过A时,子弹与A动量守恒,

由动量守恒定律: ………………………  ①    3分

而由  得:v1=300m/s

得:   ………………………②

子弹穿过B时, 子弹与B动量守恒,

由动量守恒定律:    ………………………③   3分

又由  …………………④   2分

得:v2=100m/s

由③,④得:   ………………………⑤

子弹穿过B以后,弹簧开始被压缩,A、B和弹簧所组成的系统动量守恒

由动量守恒定律:   ………………………⑥   3分

由能量关系:   ……………………⑦  3分

由② ⑤ ⑥ ⑦得:  ………………………⑧    2分

3.

解(1) 第一次碰撞前,A、B之间的压力等于A的重力,即…………1分

 A对B的摩擦力…………………………………………1分

而B与地面间的压力等于A、B重力之和,即…………1分

        地面对B的最大静摩擦力 ……………………………….1分

                  故第一次碰撞前,B不运动………………………2分

(2)设A第一次碰前速度为v,碰后B的速度为v2

     则由动能定理有………………………………………………………………..1分

……………………………………..2分

     碰撞过程中动量守恒…………………………………………………………..1分

有        ………………………………………………..2分

解得………………………………………………….2分

(3)当停止运动时, 继续向右滑行)后停止,设B停止时,的速度为,则由动能定理……………………………………………………………………1分

……………………………………………………..2分

解得…………………………………………………………………..1分

4.

答案:(1)整个过程中系统克服摩擦力做的总功为

Wf=µmgl(1+2+3+…+n)=…………………………..2分

整个过程中因碰撞而损失的总动能为

……………………………..1分

(2)设第i次(i≤n-1)碰撞前瞬间,前i个木块粘合在一起的速度为vi

动能为  

与第i+1个(i≤n-1)木块碰撞粘合在一起后瞬间的速度为vi',

由动量守恒定律   ………………………………………….2分

第i次(i≤n-1)碰撞中损失的动能为

…….2分

则第i次(i≤n-1)碰撞中损失的动能与碰撞前动能之比为

               (i≤n-1)………………………………………………………1分

(3)n=4时,共发生了i=3次碰撞.

第1次碰前瞬间的速度为,碰撞中动量守恒:

第1次碰后瞬间的速度为……………………….3分

第2次碰前瞬间的速度为

碰撞中动量守恒:

第2次碰后瞬间的速度为……………………….3分

第3次碰前瞬间的速度为

碰撞中动量守恒:

第3次碰后瞬间的速度为………………………...3分

最后滑行到桌边,速度恰好为零,则……………………….1分

整理后得,代入数据解得………………………….1分

5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

解:(1)在弹簧弹开的过程中系统动量守恒,假设A运动的方向为正方向,则

                 Mv1-mv2=0                      2分

设从弹开到相遇所需时间为t,则有:

             v1t+v2t=2πR                       2分

联立以上两式得:                    2分

所以A球转过的角度为θ=120°                                 2分

(2)以A、B及弹簧组成的系统为研究对象,在弹簧张开的过程中,系统机械能守恒,则有                                       2分

             Mv1-mv2=0                       2分

解得:                      v1=2m/s,v2=4m/s                 2分

所以,小球B在运动过程中受到光滑轨道的侧压力是其所需向心力,即:

                         2分

7.

解:(1)A与B第一次碰撞前,A对B的摩擦力为

                             2分

地面对B的最大静摩擦力为

                          2分

        故A与B第一次碰撞前,B不运动          2分

(2)设A第一次碰前速度为v,碰后B的速度为v2,则由动能定理有

                     2分

碰撞过程中动量守恒有

                     2分

解得                   2分

8.

(1)设A与B碰撞前A的速度为 V1 ,碰撞过程动量守恒,有:

mv1=(M+m)v  (2分)  代入数据解得:v1=3m/s ( 2分)

(2)对A,从开始运动至碰撞B之前,根据动能定理,有:(2分) 代入数据解得:

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

(1)设物体从A滑落至B时速率为

             (2分)                      

              (1分)                      

        物体与小球相互作用过程中,系统动量守恒,设共同速度为

             (2分)                      

             (1分 )                    

   (2)设二者之间的摩擦力为

        (2分)        

        (2分)       

        得   (1分)                      

  (3)设物体从EF滑下后与车达到相对静止,共同速度为v2相对车滑性的距离为S1

       车停后物体做匀减速运动,相对车滑行距离为S1

              (1分)                      

      (1分)                

      (2分)                      

      联立解得          (1分)

 

(1)如图1所示实验装置可用来探究影响平行板电容器电容的因素,其中电容器左侧极板和静电计外壳接地,电容器右侧极板与静电计金属球相连.
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①用摩擦过的玻璃棒或橡胶棒接触右侧极板使电容器带电.上移其中一极板,可观察到静电计指针偏转角
 
(选填“变大”、“变小”、“不变”,下同);当在两板间插入电介质时,静电计指针偏转角将
 

②关于本实验使用的静电计,以下说法正确的有
 

A.该静电计可以用电压表替代
B.该静电计可以用电流表替代
C.使用静电计的目的是观察电容器电压的变化情况
D.使用静电计的目的是观察电容器电量的变化情况
(2)图2为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系”实验装置.用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在长木板上相距L=48.0cm的A、B两处各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率.
①实验主要步骤如下:
A.将拉力传感器固定在小车上;
B.调整长木板的倾斜角度,以平衡小车受到的摩擦力,让小车在不受拉力作用时能在木板上做
 
运动;
C.把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
D.接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB
E.改变所挂钩码的数量,重复步骤D的操作.
次数 F(N)  
v
2
B
-
v
2
A
(m2/s2
 a(m/s2
1 0.60 0.77 0.80
2 1.04 1.61  1.68
3 1.42 2.34
 
4 2.00 3.48  3.63
5 2.62 4.65  4.84
6 3.00 5.49  5.72
②表中记录了实验测得的几组数据,
v
2
B
-
v
2
A
是两个速度传感器记录速率的平方差,则加速度的表达式a=
 
,请将表中第3次的实验数据填写完整(保留三位有效数字);
③由表中数据在坐标纸上描点并作出a~F关系图线;
④对比实验结果与理论计算得到的关系图线(图3中已画出理论图线),造成上述偏差的原因是
 
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