一物块A的质量为m=0.5kg,初动能为Ek=4J,在水平地面上做直线运动,当A的动能变为初动能的一半时与静止的物块B发生弹性正碰,且碰撞时间极短,物块B质量为1.0kg,物块A与地面间的动摩擦因数为μ1=0.2,物块B与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)物块A经过多长时间与物块B相碰;(保留3位小数)
(2)物块A与物块B碰后,它们之间的最大距离。
(1)物块A经过多长时间与物块B相碰;(保留3位小数)
(2)物块A与物块B碰后,它们之间的最大距离。
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(已下线)【专题】专题17 压轴题猜想二 动量能量与多过程相结合
更新时间:2020-06-12 07:37:35
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解答题
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】如图所示,竖直平面内由倾角α=60°的斜面轨道AB、半径均为R的半圆形细圆管轨道BCDE和
圆周细圆管轨道EFG构成一游戏装置固定于地面,B、E两处轨道平滑连接,轨道所在平面与竖直墙面垂直。轨道出口处G和圆心O2的连线,以及O2、E、O1和B等四点连成的直线与水平线间的夹角均为θ=30°,G点与竖直墙面的距离d=
R。现将质量为m的小球从斜面的某一高度h处静止释放。小球与竖直墙面间碰撞时无能量损失(竖直分速度不变,垂直墙面分速度大小不变,方向反向),小球可视为质点,斜面动摩擦因数为μ(μ为未知),管道和竖直墙壁光滑,重力加速度为g。
(1)若释放处高度h=1.5R,当小球第一次运动到圆管的B点时,速度大小
。求该斜面动摩擦因数μ及此时管道对小球的弹力N大小;
(2)若保持斜面动摩擦因数μ与(1)中相同,让小球从高度h处释放后,又能沿圆管返回到斜面AB上,求高度h应该满足的条件以及第二次返回到斜面的高度h'与h的关系?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5e6486784415f3537c9a13556c05d893.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a7ffe8515ff6183c1c7775dc6f94bdb8.png)
(1)若释放处高度h=1.5R,当小球第一次运动到圆管的B点时,速度大小
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b749271d671ca1a441afeb054f8179ab.png)
(2)若保持斜面动摩擦因数μ与(1)中相同,让小球从高度h处释放后,又能沿圆管返回到斜面AB上,求高度h应该满足的条件以及第二次返回到斜面的高度h'与h的关系?
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/10/2/2820563283058688/2820922193584128/STEM/2c99cc2ca16a46c387c01ae4ce8448c4.png?resizew=303)
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较难
(0.4)
【推荐2】如图所示,质量为m的长木板AB静止在光滑水平面上,木板长为L,一半径为R的光滑半圆轨道固定在水平地面上,半圆轨道底端与长木板上表面平齐.一质量为m的滑块以某一初速度
(未知)滑上长木板,物块滑到长木板右端时恰好和长木板共速,此时长木板恰好和固定半圆轨道相碰并立即停止,同时小物块滑上半圆轨道,恰好能滑到最高点D,已知重力加速度为g,L=6R,则
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/10/17/2313888594518016/2314407715889152/STEM/00864b93c63f495a8265c197e345e12a.png?resizew=210)
(1)滑块的初速度
;
(2)滑块在长木板上滑动的时间t:
(3)减小半圆轨道的半径,可使滑块离开D后落到长木板的不同位置,求半圆轨道半径r取何值时,物块落到长木板时距A点最近,最近距离为多少?
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f58888df91890a19a1aa7511d19703f.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/10/17/2313888594518016/2314407715889152/STEM/00864b93c63f495a8265c197e345e12a.png?resizew=210)
(1)滑块的初速度
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(2)滑块在长木板上滑动的时间t:
(3)减小半圆轨道的半径,可使滑块离开D后落到长木板的不同位置,求半圆轨道半径r取何值时,物块落到长木板时距A点最近,最近距离为多少?
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】如图所示,质量
的小球(可视为质点)从距B点高度
的A点水平抛出,小球恰好无碰撞地通过半径
的光滑圆弧轨道的左端B,小球沿圆弧轨道BC运动的过程中转过的圆心角
,圆弧轨道与足够长的光滑水平直轨道相切于C点,小球运动至D点后进入半径也为R的竖直光滑半圆轨道,半圆轨道最高点为E,D、E在同一条竖直线上。不计空气阻力,取重力加速度大小
,
,
。
(1)求小球从A点抛出时的速度大小
;
(2)求小球通过E点时对轨道的压力大小F;
(3)若其他条件不变,圆弧轨道和半圆轨道的半径总保持相同且可调整,求小球通过E点落到水平直轨道上的位置到D点的距离最大时,圆弧轨道的半径应满足的条件。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/348ce836848895cea9feb93d5c02bd41.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5fda5655ef480683a2d3b74f0b523439.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/46a6a294d3d7206bcdde5b943dbe94f0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61719b93fffcf4db181c9e9d9b4f46b3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fb8485466d2127bd681a322f87c58f86.png)
(1)求小球从A点抛出时的速度大小
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(2)求小球通过E点时对轨道的压力大小F;
(3)若其他条件不变,圆弧轨道和半圆轨道的半径总保持相同且可调整,求小球通过E点落到水平直轨道上的位置到D点的距离最大时,圆弧轨道的半径应满足的条件。
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(0.4)
【推荐1】游乐场中有一种管道滑水游戏,其装置可简化为如图所示。一滑水者从距水面高H=5.2m的滑道上端由静止开始滑下,从距水面高h=0.2m的下端管口水平飞出,落到距下端管口水平距离x=0.4m的水面上。若滑水者可视为质点,其质量m=50kg,在管道中滑行的时间t=
s。取重力加速度的大小g=10m/s2,不计空气阻力。求:
(1)滑水者落到水面上时的动能大小;
(2)滑水者在管道中滑行时阻力对其做的功;
(3)下滑过程中管道对滑水者的冲量大小。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/adbd3e8cf8325999cde03adf845d3dd0.png)
(1)滑水者落到水面上时的动能大小;
(2)滑水者在管道中滑行时阻力对其做的功;
(3)下滑过程中管道对滑水者的冲量大小。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/27/2932746156466176/2934780137111552/STEM/517f2d95-4e16-4ce6-bd27-cb20b1de69c7.png?resizew=226)
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(0.4)
【推荐2】光滑平行金属导轨倾斜放置,轨道平面与水平面成=37,轨道间距l0.5m;质量m0.1kg的铜棒ab垂直跨放在导轨上,导轨底端串联两个电阻R0和RB,其中RB为磁敏电阻,通过RB的感知可以使其周围磁感应强度达到某一设定值B0后保持不变,RB周围的磁感应强度B由原垂直导轨平面向上的磁场B和感应电流的磁场B共同决定。由静止释放铜棒ab,此时RB周围的磁场未达到设定值B0,铜棒ab做加速运动,且加速度减小;经t00.6s当铜棒加速度减小到3m/s2后保持不变,已知t0时间内通过电阻R0的电荷量q00.15C,铜棒的位移x00.9m,空间磁场的磁感应强度B1.2T,R00.58,取g10m/s2,cos370.8,sin370.6,导轨足够长,不计铜棒及导轨电阻,由静止释放铜棒的时刻为t0的时刻。求:
(1)0.6s末铜棒的速度v0;
(2)讨论t00.6s后磁敏电阻RB随时间的变化规律;
(3)在t1.0s时间内通过R0的电荷量q及铜棒克服安培力做的功W(保留两位有效数字)。
(1)0.6s末铜棒的速度v0;
(2)讨论t00.6s后磁敏电阻RB随时间的变化规律;
(3)在t1.0s时间内通过R0的电荷量q及铜棒克服安培力做的功W(保留两位有效数字)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/2/1/2655912345747456/2656938373595136/STEM/9e00893a-4510-4fe9-8b9d-3608739fc18d.png?resizew=173)
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(0.4)
名校
【推荐3】间距为l的两平行金属导轨由水平部分和倾斜部分平滑连接而成,如图所示。倾角为θ的导轨处于大小为B1、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅰ中,水平导轨上的无磁场区间静止放置一质量为2m的“联动双杆”(由两根长为l的金属杆cd和ef,用长度为L的刚性绝缘杆连接构成),在“联动双杆”右侧存在大小为B2、方向垂直导轨平面向上的匀强磁场区间Ⅱ,其长度大于L。质量为2m、长为l的金属杆ab从倾斜导轨上端释放,达到匀速后进入水平导轨(无能量损失),杆ab与“联动双杆”发生碰撞,碰后杆ab和cd合在一起形成“联动三杆”。“联动三杆”继续沿水平导轨迹入磁场区间Ⅱ并从中滑出。运动过程中,杆ab,cd和ef与导轨始终接触良好,且保持与导轨垂直。已知杆ab,cd和ef电阻均为R=0.02 Ω,m=0.1 kg,l=0.5 m,L=0.3 m,θ=30°,B1=0.1 T,B2=0.4 T。不计摩擦阻力和导轨电阻,忽略磁场边界效应。求:
(1)杆ab在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小v;
(2)ab杆在倾斜轨道上的速度
时的加速度;
(3) “联动三杆”滑过磁场区间Ⅱ产生的焦耳热Q。
(1)杆ab在倾斜导轨上匀速运动时的速度大小v;
(2)ab杆在倾斜轨道上的速度
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f04c3119861db0f81f0c4a7a4d25d40.png)
(3) “联动三杆”滑过磁场区间Ⅱ产生的焦耳热Q。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/3/16/2420643713507328/2420677270847488/STEM/4a90d460-2667-427a-9433-9c61f118d317.png?resizew=408)
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(0.4)
名校
【推荐1】能量的转化和守恒定律是自然界中最重要的一条普遍规律.
(1)在光电效应实验中,一个电子在短时间内能吸收到一个光子的能量,从金属表面逸出.金属表面的电子逸出具有最大动能,一般不易测量,经常借助于转化的思想,通过测量遏止电压间接得出.已知入射光的频率
,金属材料的截止频率
,光电子的电荷量
,普朗克常量
.根据光电效应方程,请写出遏止电压
与入射光频率
的关系式;
(2)如图所示,平滑轨道
固定在竖直平面内,其表面光滑,在
点与高度为
粗糙的水平轨道
相切,滑块
从高度为
的斜坡上
处静止滑下,与
处的滑块
发生对心弹性碰撞,碰后滑块
滑上右侧水平轨道,此过程中滑块
一直未脱离右侧轨道,沿
滑行一段距离后停止.已知
的质量均为
,滑块
与
间的动摩擦因数为
,重力加速度为
.求:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/27/36dde4ea-8fa8-4a8b-b022-f1e75115595a.png?resizew=323)
a.滑块
到达
点的动能
;
b.若增大
的值,但仍保持滑块
一直不脱离轨道,则滑块
在
段滑行的距离
也随之变化.请推导
与
的关系式,并作出
图像且指出横截距物理量的意义;
c.对比两实例,光电效应中的逸出功对应于该过程的哪个表达式?
(1)在光电效应实验中,一个电子在短时间内能吸收到一个光子的能量,从金属表面逸出.金属表面的电子逸出具有最大动能,一般不易测量,经常借助于转化的思想,通过测量遏止电压间接得出.已知入射光的频率
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9f435efcc7869eec21bdba1ed81dc3f5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cda876c310175307399eea12cbe36a73.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/168b3e4b1d6f04226fa2687a72a268b4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3eabd5f3a86afe49dcd70571e2b96cfd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b52b4f24969673c863b5aff4fb6751ce.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9f435efcc7869eec21bdba1ed81dc3f5.png)
(2)如图所示,平滑轨道
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7bef5239ddbb0972700ce01daf9ee7cf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5db41a1f31d6baee7c69990811edb9f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8e6889f68ad87503b2701245c10a1c22.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d78abbad68bbbf12af10cd40ef4c353.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ac047e91852b91af639feec23a9598b2.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/73465a1f9aa03481295bf6bd3c6903ac.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5963abe8f421bd99a2aaa94831a951e9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f9e8449aad35c5d840a3395ea86df6d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/54a5d7d3b6b63fe5c24c3907b7a8eaa3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/54a5d7d3b6b63fe5c24c3907b7a8eaa3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/54a5d7d3b6b63fe5c24c3907b7a8eaa3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d78abbad68bbbf12af10cd40ef4c353.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e6670479a0083dd2dfd5ad55b47b1ab6.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/294f5ba74cdf695fc9a8a8e52f421328.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/276509f01529d982ab21e479a4619268.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/7/27/36dde4ea-8fa8-4a8b-b022-f1e75115595a.png?resizew=323)
a.滑块
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/54a5d7d3b6b63fe5c24c3907b7a8eaa3.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5db41a1f31d6baee7c69990811edb9f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ef1c7229e345be3a4857b91d27126c88.png)
b.若增大
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9d78abbad68bbbf12af10cd40ef4c353.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81dea63b8ce3e51adf66cf7b9982a248.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/81dea63b8ce3e51adf66cf7b9982a248.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/73465a1f9aa03481295bf6bd3c6903ac.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/50e58264d0407ce923c248d7802d1734.png)
c.对比两实例,光电效应中的逸出功对应于该过程的哪个表达式?
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|
较难
(0.4)
名校
【推荐2】质量为M的平板车P,质量为m的小物块Q的大小不计,位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平面地面上,一不可伸长的轻质细绳长为R,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为m的小球(大小不计)。今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角,由静止释放,小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短,且无能量损失,已知最终滑块Q刚好没有掉下去,Q与P之间的动摩擦因数为μ,M:m = 4:1,重力加速度为g。求:
(1)小球到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度是多大?
(2)平板车P的长度为多少?
(3)物块和小车共速时车走了多远?
(1)小球到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度是多大?
(2)平板车P的长度为多少?
(3)物块和小车共速时车走了多远?
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较难
(0.4)
【推荐3】如图,固定在竖直面内的导轨PQR,由半径为r的光滑半圆环和足够长水平导轨组成,水平导轨上的N点左侧部分光滑,右侧部分粗糙,半圆环与水平轨道在Q点相切。一根自然长度为r、劲度系数
的轻质弹性绳,一端固定在圆环的顶点P,另一端与一个穿在圆环上、质量为m的小球
相连;在水平轨道的Q、N两点间依次套着质量均为2m的b、c、d三个小球,所有小球大小相同。开始时将小球
移到某一位置M,使弹性绳处于原长且伸直状态,然后由静止释放小球a,当小球
在圆环上达到最大速度时,弹性绳自动脱落。已知弹性绳的弹性势能
与其伸长量x间满足
,各个小球与导轨粗糙部分间的动摩擦因数均
,小球间的碰撞均为弹性碰撞,且碰撞时间极短,重力加速度为g。求:
(1)释放小球
瞬间,圆环对小球
的作用力FN1大小;
(2)弹性绳自动脱落时,小球
沿圆环下滑的速率vm;
(3)弹性绳自动脱落前的瞬间,圆环对小球
作用力FN2的大小和方向;
(4)最终
两球间的距离
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f57e51496d227b7b39e4a01d918ce7c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b68a83af8bfb3cbe23debe9d7d02f969.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7bdb8126d7c8480b83e411d7ca2b38f9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/046088b2c52eab1e3ce47d662866cea6.png)
(1)释放小球
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
(2)弹性绳自动脱落时,小球
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
(3)弹性绳自动脱落前的瞬间,圆环对小球
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a6936d370d6a238a608ca56f87198de.png)
(4)最终
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