题目内容

14.如图所示,在光滑的水平面上有一质量为m的物体甲,甲物体上有一光滑的半圆弧轨道,轨道半径为R,最低点为C,两端A、B一样高.现让质量为m的小滑块乙从A处静止释放,则(  )
A.小滑块不能到达物体甲的B端
B.小滑块乙相对甲,滑到C处时的速度为$\sqrt{2gR}$
C.甲物体与滑块乙系统动量守恒,机械能守恒
D.滑块乙相对甲运动到C处时,甲物体向左移动的位移为s甲=$\frac{1}{2}$R

分析 滑块乙与物体甲组成的系统机械能守恒,系统在水平方向上不受外力,水平动量守恒,应用动量守恒定律与能量守恒定律分析滑块乙能否到达物体甲的B端.
由系统的水平动量守恒和机械能守恒列式,可求得小滑块乙滑到C处时的速度.滑块乙相对甲运动到C处时,应用水平动量守恒和速度与位移的关系可求得甲物体向左移动的位移.

解答 解:A、甲物体与滑块乙系统在水平方向不受外力,水平动量守恒,当乙相对于甲静止时,由水平动量守恒可知,系统的速度为零.系统机械能也守恒,可知,小滑块能到达物体甲的B端,故A错误;
B、如果轨道是固定不动的,小滑块乙下滑时机械能守恒,则有 mgR=$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$,可得,小滑块到达C点时的速度为 vC=$\sqrt{2gR}$,现在由于轨道是运动的,小滑块乙滑到C点时滑块减少的重力势能转化为滑块的动能与物体甲的动能,所以小滑块乙滑到C处时的速度将小于$\sqrt{2gR}$,故B错误;
C、对于甲物体与滑块乙系统,由于乙有竖直向上的分加速度,系统处于超重状态,竖直方向的合外力不为零,所以系统的动量不守恒.由于只有重力对系统做功,所以系统的机械能是守恒的.故C错误;
D、滑块乙相对甲运动到C处时,系统在水平方向动量守恒,取水平向右为正方向,则有 m$\frac{R-{s}_{甲}}{t}$-m$\frac{{s}_{甲}}{t}$=0,解得 s甲=$\frac{1}{2}$R.故D正确;
故选:D

点评 分析要清楚物体的运动过程,该题属于水平方向动量守恒的类型,要知道系统在某一方向的合外力为零,该方向的动量守恒.

练习册系列答案
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9.在“把电流表改装为电压表”的实验中,测电流表G 的内阻时备有下列器材:
A.待测电流表(量程lmA,内阻约几十欧)
B.滑动变阻器(阻值范围0-100Ω) 
C.滑动变阻器(阻值范围0-20kΩ).
D.电阻箱(0-999.9Ω)
E.电阻箱(0-9999Ω)
F.电源(电动势6V,有内阻)
G.电源(电动势15V,有内阻)
H.开关.导线
①若采用如图所示电路测定电流表G的内阻,并要求有较高的精确度,以上器材中,R1应选用C,R2应选用D,电源应选用G(用器材前的英文字母表示)
②实验要进行的步骤有:
A.合上开关S1
B.合上开关S2
C.将R1的阻值调到最大
D.调节R1的阻值,使电流表指针满偏
E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处
F.记下R2的阻值并断开S1
G.按上图所示连接好实验电路
以上步骤,合理的顺序是G、C、A、D、BE、F (用步骤前的英文字母表示).
③若在步骤F中读得R2的阻值是40.0Ω,则电流表内阻Rg=40.0Ω,若要将该电流表改装成量程是6V 的电压表,则表的刻度盘上原0.4mA 处应改写成2.4V
④若用两只完全相同的表头G,分别改装成一只电流表和一只电压表,一位同学不小心做实验时误将两只改装后的表串起来连接在一闭合电路中,发现接通电路后两只表的指针都偏转,但是电压表的指针偏转角度比电流表大得多.请简要说明原因两表串联后,通过电流表的总电流与电压表的电流相等,由于电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻,所以大部分电流通过了分流电阻,通过表头的电流很小,所以电流表的指针偏转角度较小;电压表的指针有明显偏转.

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