题目内容
如图所示,坡道顶端距水平面高度为h,质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上,另一端与质量为m2的挡板B相连,弹簧处于原长时,B恰位于滑道的末端O点。A与B碰撞时间极短,碰后结合在一起共同压缩弹簧,不计一切摩擦,重力加速度为g,求
(1)物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小;
(2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能EP(设弹簧处于原长时弹性势能为零)。
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(1)由动能定理,有
m1gh=
m1v2 ① v=
②
(2)A、B在碰撞过程中由动量守恒,有
m1v=(m1+m2)v′ ③
由能量守恒定律,有
解得
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某实验小组利用如题6(2)图甲所示的装置探究功和动能变化的关系,他们将宽度为d的挡光片固定在小车上,用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连,在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门,记录小车通过A、B时的遮光时间,小车中可以放置砝码。
(Ⅰ)实验中木板略微倾斜,这样做目的是( )
A.为了使释放小车后,小车能匀加速下滑
B.为了增大小车下滑的加速度
C.可使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功
D.可使得小车在未施加拉力时能匀速下滑
(Ⅱ)实验主要步骤如下:
①将小车停在C点,在砝码盘中放上砝码,小车在细线拉动下运动,记录此时小车及小车中砝码的质量之和为
,砝码盘和盘中砝码的总质量为m,小车通过A、B时的遮光时间分别为
、
,则小车通过A、B过程中动能的变化量ΔE=_______(用字母
、
、
、d表示)。
②在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码,重复①的操作。
如题6(2)图乙所示,用游标卡尺测量挡光片的宽度d =_______cm。 (Ⅲ) 下表是他们测得的多组数据,其中
是小车及小车中砝码质量之和,|v
-v
| 是两个速度的平方差,可以据此计算出动能变化量ΔE,F是砝码盘及盘中砝码的总重力,W是F在A、B间所做的功。表格中ΔE3=_______,W3=__________(结果保留三位有效数字) 。
次数 |
| |v | ΔE/J | F/N | W/J |
1 | 0.500 | 0.760 | 0.190 | 0.400 | 0.200 |
2 | 0.500 | 1.65 | 0.413 | 0.840 | 0.420 |
3 | 0.500 | 2.40 | ΔE3 | 1.220 | W3 |
4 | 1.000 | 2.40 | 1.20 | 2.420 | 1.21 |
5 | 1.000 | 2.84 | 1.42 | 2.860 | 1.43 |
(Ⅳ)若在本实验中没有平衡摩擦力,假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为
。利用上面的实验器材完成实验,保证小车质量不变,改变砝码盘中砝码的数量(取绳子拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力),测得多组m、
、
的数据,并得到m与
的关系图像。已知图像在纵轴上的截距为b,直线PQ的斜率为k,A、B两点的距离为s,挡光片的宽度为d,求解
=_______(用字母b、d、s、k、g表示)。
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