题目内容
【题目】如图所示,滑块A、B的质量分别为m1与m2,m1<m2,由轻质弹簧相连接,置于水平的气垫导轨上.用一轻绳把两滑块拉至最近,使弹簧处于最大压缩状态后绑紧.两滑块一起以恒定的速度v0向右滑动.突然,轻绳断开.当弹簧伸长至本身的自然长度时,滑块A的速度正好为零.问在以后的运动过程中,滑块B是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析,证明你的结论.
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【答案】在以后的运动中,不可能出现滑动B的速度为零的情况
【解析】当弹簧处于压缩状态时,系统的机械能等于两滑块的动能和弹簧的弹性势能之和.当弹簧伸长到其自然长度时,弹性势能为零,因这时滑块A的速度为零,故系统的机械能等于滑块B的动能.设这时滑块B的速度为v则有
①
由动量守恒定律
②
解得
③
假定在以后的运动中,滑块B可以出现速度为零的时刻,并设此时滑块A的速度为v1.这时,不论弹簧是处于伸长还是压缩状态,都具有弹性势能EP.由机械能守恒定律得
④
根据动量守恒
⑤
求出v1代入④式得
⑥
因为Ep≥0,故得
⑦
即m1≥m2,与已知条件m1<m2不符.可见滑块B的速度永不为零,即在以后的运动中,不可能出现滑动B的速度为零的情况.
【题目】如图所示,用伏安法测电源电动势和内阻的实验中,在电路中接一阻值为2Ω的电阻R0, 通过改变滑动变阻器,得到几组电表的实验数据:
U(V) | 1.2 | 1.0 | 0.8 | 0.6 |
I(A) | 0.10 | 0.17 | 0.23 | 0.30 |
(1)R0的作用是____________________;
(2)用作图法在坐标系内作出U-I图线;
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(3)利用图线,测得电动势E=___________V,内阻r =_________ Ω。
(4)某同学测另一串联电池组的输出功率P随外电阻R变化的曲线如图所示。由所得图线可知,被测电池组电动势E=________V,电池组的内阻r=_______Ω。