16(14分)如图所示,在光滑的水平面上放着一个质量为M=0.3kg的木块(可视为质点),在木块正上方1m处有一个固定悬点O,在悬点O和木块之间用一根长2m的不可伸长的轻绳连接。有一个质量m=0.1kg的子弹以80m/s的速度水平射入木块并留在其中,之后木块绕O点在竖直平面内做圆周运动。g取10m/s2。求
(1)木块以多大速度离开水平地面?
(2)当木块到达最高点时轻绳对木块的拉力多大?
设桩进入地面的深度为h,则对重锤开始下落到锤与桩一起静止这一全过程运用动能定理有mg(H+h)+Mgh-fh=0-0,得出h=
(1)你认为该同学的解法是否正确?请说出你的理由。
(2)假设每一次重锤打击柱桩时锤的速度为一定值,要使每一次重锤打击后桩更多地进入地下,为什么要求锤的质量远大于桩的质量?
(1)筒的加速度大小
(2)小球的质量
15(14分)在建筑工地上,我们常常看到工人用重锤将柱桩打入地下的情景。对此,我们可以建立这样一个力学模型:重锤质量为m,从H高处自由下落,柱桩质量为M,重锤打击柱桩的时间极短且不反弹,不计空气阻力,桩与地面间的平均阻力为f,利用这一模型,有位同学求出了重锤一次打击桩进入地面的深度:
14、(14分)如图所示,长为L=0.75m的静止竖直圆筒中有一个大小不计的小球,筒和球的总质量为4.0kg。装置由静止释放后,对筒施加一个大小为21N、方向竖直向下的拉力,使筒竖直向下加速运动,经过时间t=0.5s,小球恰好位于筒口,取g=10m/s2。求:
①用天平测出两个小球的质量(分别为m1和m2。且m1>m2);
②按照如图所示的那样,安装好实验装置,将斜槽AB固定在桌边,使槽的末端点的切线水平。将一斜面BC连接在斜槽末端;
③先不放小球m2,让小球m1从斜槽顶端A处由静止开始滚下,记下小球在斜面上的落点位置;
④将小球m2放在斜槽前端边缘上,让小球m1从斜槽顶端A处仍由静止滚下,使它们发生碰撞,记下小球m1和小球m2在斜面上的落点位置;
⑤用毫米刻度尺量出各个落点位置,到斜槽末端点B的距离。图中D、E、F点是该同学记下的小球在斜面上的几个落点位置,到B点的距离分别为LD、LE、LF。
根据该同学的实验,请你回答下列问题:
(1)小球m1与m2发生碰撞后,m1的落点是图中的_________点,m2的落点是图中的_____ 点。
(2)用测得的物理量来表示,只要满足关系式____________________________,则说明碰撞中动量是守恒的。
(3)用测得的物理量来表示,只要再满足关系式______________________,则说明两小球的碰撞是弹性碰撞。
12(10分)某同学做平抛运动实验时,在白纸上只画出了表示竖直向下方向的Y轴和平抛物体运动轨迹的后一部分,而且漏标了抛出点的位置,如图所示,这位同学希望据此图能测出物体的初速度,请你代他完成下列问题:
(1)简要说明据此图测定该物体初速度的方法______________________ 。
(2)需要增加的测量工具有 。
(3)用测量出的物理量表示测量的结果:n0=______________ 。
13(12分)为了验证碰撞中的动量守恒和检验两个小球的碰撞是否为弹性碰撞,某同学选取了两个体积相同、质量不相等的小球,按下述步骤做了如下实验:
11、将质量为2m的长木板静止地放在光滑的水平面上,如图甲所示,以质量为m的小铅块(可视为质点)以水平初速度n0由木板的左端恰能滑至木板的右端与木板相对静止,铅块运动中所受的摩擦力始终不变。现在将木板分成长度与质量均相等的两段(1,2)后紧挨着仍放在此水平面上,让小铅块仍以相同的速度v0由木板的左端开始滑动,如图乙所示,则下列判断正确的是
A.小铅块仍滑到木板2的右端保持相对静止
B.小铅块滑过木板2的右端后飞离木板
C.小铅块滑过木板2的右端前就与之保持相对静止
D.乙过程产生的热量少于甲过程产生的热量
10、如图所示,水平放置的两根足够长的平行光滑杆AB和CD,各穿有质量分别为M和m的小球,两杆之间的距离为d,两球用自由长度为d 的轻质弹簧连接,现从左侧挡板将M球挡住,用力把m向左边拉一段距离。(在弹性限度内),释放后
A.从释放到弹簧第一次恢复原长过程中,两球和弹簧组成的系统动量守恒,机械能守恒
B.弹簧第二次恢复原长时,M的速度达到最大
C.弹簧第一次恢复原长后,继续运动的过程中,系统的动量守恒、机械能守恒
D.释放m以后的运动过程中,弹簧的最大伸长量总小于运动开始时弹簧的伸长量
C.碰撞前后,B的动能不变
D.这两个小球的碰撞是弹性的
9、如图所示,是质量分别为M=1.5kg,m=0.5kg的两个小球A、B在光滑水平面上做对心碰撞前后,画出的位移一时间图像,由图可知下列判断正确的是
A.两个小球在碰撞前后动量守恒
B.碰撞过程中,B损失的动能是3J