题目内容
15.(1)第一次碰撞后至第二次碰撞前,A、B间的最大距离△sm
(2)B从开始下滑至第二次与A碰撞所需的时间t.
分析 (1)根据动能定理求出B与A碰撞前B的速度,A、B碰撞的瞬间A、B组成的系统动量守恒,结合动量守恒定律求出碰撞后A、B的速度,分析出A、B的运动规律,结合运动学公式求出A、B间的最大距离.
(2)根据位移时间公式求出B下滑第一次与A碰撞的时间,从第一次碰撞到第二次碰撞,结合运动学公式,根据位移关系求出时间,从而得出B从开始下滑至第二次与A碰撞所需的时间t.
解答 解:(1)设小物块B运动到A处时速度为vB,由动能定理$\frac{m}{7}gLsinθ=\frac{1}{2}\frac{m}{7}v_B^2$得
$v_B^2=2gLsinθ$①
B、A相碰时间极短,由动量守恒定律,规定沿斜面向下为正方向$\frac{m}{7}{v_B}=\frac{m}{7}{v_B}^′+m{v_A}$②
依题意,A碰后速度 ${v_A}=\frac{1}{4}{v_B}$③
由①~③式可得B碰后速度 ${v_B}^′=-\frac{3}{4}{v_B}$④
对A,由于 μ=tanθ,则有 mgsinθ=μmgcosθ,碰后A沿斜面向下做匀速运动.
设B、A碰撞后经时间t1速度相同,此时A、B间距最大,由运动学公式${v_A}={v_B}^′+gsinθ•{t_1}$⑤
t1时间内A的位移 sA=vAt1⑥
t1时间内B的位移 ${s_B}=\frac{{{v_B}^′+{v_A}}}{2}{t_1}$⑦
A、B间最大距离△sm=sA-sB⑧
由③~⑧式解得 A、B之间最大距离△sm=L
(2)从B开始下滑至第一次与A碰撞结束经历的时间为t0
$L=\frac{1}{2}gsinθ•{t_0}^2$⑨
解得${t_0}=\sqrt{\frac{2L}{gsinθ}}$
第一次碰撞结束至第二次与A碰撞经历时间为t2,此过程两物体位移相等有${v_A}{t_2}={v_B}^′{t_2}+\frac{1}{2}gsinθ•{t_2}^2$⑩
解得 ${t_2}=\frac{{2{v_B}}}{gsinθ}=2\sqrt{\frac{2L}{gsinθ}}$
则B从开始下滑至第二次与A碰撞经历的时间为 $t={t_0}+{t_2}=3\sqrt{\frac{2L}{gsinθ}}$.
答:(1)第一次碰撞后至第二次碰撞前,A、B间的最大距离为L.
(2)B从开始下滑至第二次与A碰撞所需的时间为$3\sqrt{\frac{2L}{gsinθ}}$.
点评 本题考查了动量守恒定律和动力学知识的综合,关键理清A、B在碰撞前后的运动规律,根据牛顿定律、运动学公式综合求解,难度中等.
A.电流表G1(内阻Rg=15Ω,满偏电流Ig=2mA)
B.电流表G2(量程20mA,内阻约2Ω)
C.滑动变阻器R1(0~1000Ω)
D.电阻箱R2(0~9999.9Ω)
E.待测水果电池(电动势E约4V,内阻r约200Ω)
F.开关S,导线若干
(1)实验中用电流表G1改装成量程0~4V的电压表,需串联一个阻值为1985Ω的电阻;
(2)用电流表G2和改装成的电压表测量水果电池的电动势和内阻,为尽量减小实验的误差,请在图1虚线方框中画出实验电路图;
(3)该同学实验中记录的6组对应的数据如表,试根据表中数据在图2中描点画出U-I图线;由图线可得,水果电池的电动势E=3.70V,内电阻r=190Ω;
| I/mA | 4.0 | 5.0 | 8.0 | 10.0 | 12.0 | 14.0 |
| U/V | 3.04 | 2.85 | 2.30 | 1.90 | 1.50 | 1.14 |
| A. | 整个过程中金属杆合外力的冲量大小为2mv0 | |
| B. | 上滑到最高点的过程中克服安培力与重力做功之和为$\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$ | |
| C. | 上滑到最高点的过程中电阻R上产生的电热为($\frac{1}{2}$mv${\;}_{0}^{2}$-mgh) | |
| D. | 金属杆两次通过斜面上同一位置时电阻R上热功率相同 |
| A. | 飞船在轨道I上的运行速率v=$\sqrt{{g}_{0}R}$ | |
| B. | 飞船在A点点火变轨的瞬间,动能增加 | |
| C. | 飞船在A点的线速度大于在B点的线速度 | |
| D. | 飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间为2π$\sqrt{\frac{R}{{g}_{0}}}$ |
| 速度m/s | 反应距离m | 制动距离m |
| 15 | 18 | 45 |
| 20 | X | 80 |
| 25 | 30 | 125 |
| A. | X=20 | B. | X=22 | C. | X=24 | D. | X=26 |