长为L的不可伸长的细绳一端固定在O点,一端栓接质量为m的小球,质量均为m的滑块与长木板在光滑地面一起向右运动,滑块与静止的小球发生弹性正碰,小球恰能做完整的圆周运动,最终滑块停在板的中点,已知滑块与滑板之间的动摩擦因数为µ=0.5,求:
(1)碰后瞬间细绳上的拉力大小;
(2)长木板的长度。
(1)碰后瞬间细绳上的拉力大小;
(2)长木板的长度。
更新时间:2023-12-02 22:55:59
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较难
(0.4)
【推荐1】如图所示,粗糙水平地面与半径的光滑半圆轨道在点平滑连接, 点是半圆轨道的圆心, 三点在同一竖直线上,质量的小物块(可视为质点)静止在水平地面上的点.某时刻用一压缩弹簧(未画出)将小物块沿方向水平弹出,小物块经过点时速度大小为 (不计空气阻力).已知,小物块与水平地面间的动摩擦因数,重力加速度大小.求:
(1)压缩弹簧的弹性势能;
(2)小物块运动到半圆轨道最高点时,小物块对轨道作用力的大小;
(3)小物块离开最高点后落回到地面上的位置与点之间的距离.
(1)压缩弹簧的弹性势能;
(2)小物块运动到半圆轨道最高点时,小物块对轨道作用力的大小;
(3)小物块离开最高点后落回到地面上的位置与点之间的距离.
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(0.4)
【推荐2】如图所示,粗糙水平面与竖直面内的光滑半圆形轨道在B点平滑相接,一质量的小滑块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放,经过B点后恰好能通过最高点作平抛运动。
已知:导轨半径,小滑块的质量,小滑块与轨道间的动摩擦因数,的长度,重力加速度取。求:
(1)小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小;
(2)弹簧压缩至A点时弹簧的弹性势能;
(3)若仅改变的长度,其他不变,滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道,求出的可能值。
已知:导轨半径,小滑块的质量,小滑块与轨道间的动摩擦因数,的长度,重力加速度取。求:
(1)小滑块对圆轨道最低处B点的压力大小;
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(3)若仅改变的长度,其他不变,滑块在半圆轨道运动时不脱离轨道,求出的可能值。
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(0.4)
【推荐3】如图所示,一长为的水平传送带AB以速度沿顺时针匀速旋转,传送带与光滑水平轨道CD平滑连接且B、C两点重合,光滑圆弧轨道DE圆心为O,半径为,OE与竖直方向的夹角,圆弧轨道DE与水平轨道CD也平滑连接,FG为U形固定槽(F、G两点等高),槽的水平长度为,槽的右上端G与E点间的水平距离为,竖直距离为。现将质量为(质量大小可改变)的滑块1轻轻放到传送带上的A处,经传送带传送后进入轨道CD,并与静止在水平轨道CD上某处的滑块2(质量为)发生弹性碰撞,随后滑块2沿圆弧轨道运动,从E点飞出后落入U形槽。已知滑块1与传送带间的动摩擦因数为,两滑块可视为质点,不考虑两滑块间以后的碰撞与滑块2落入U形槽后反弹的情形。
(1)求碰撞前瞬间滑块1的速度。
(2)若滑块2刚好在E点脱离轨道,求碰撞后瞬间滑块2的速度。
(3)为使滑块2能落入U形槽,求滑块1质量应取的最小值。(结果可保留根号)
(1)求碰撞前瞬间滑块1的速度。
(2)若滑块2刚好在E点脱离轨道,求碰撞后瞬间滑块2的速度。
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(0.4)
名校
【推荐1】碰撞在宏观、微观世界中都是十分普遍的现象。在了解微观粒子的结构和性质的过程中,碰撞的研究起着重要的作用。
(1)通常我们研究光滑水平面上两个物体的碰撞,如图1所示。请你进行判定:若在粗糙斜面上,如图2所示,两个小球发生碰撞,碰撞的过程中A、B组成的系统动量是否守恒。
(2)裂变反应可以在人工控制下进行,用慢化剂中的原子核跟中子发生碰撞,使中子的速率降下来,有利于中子被铀核俘获而发生裂变。
如图3所示,一个中子以速度v与慢化剂中静止的原子核发生弹性正碰,中子的质量为m,慢化剂中静止的原子核的质量为M,而且M>m。为把中子的速率更好地降下来,现在有原子核的质量M大小各不相同的几种材料可以作为慢化剂,通过计算碰撞后中子速度的大小,说明慢化剂中的原子核M应该选用质量较大的还是质量较小的。
(3)康普顿在研究石墨对X射线的散射时,提出光子不仅具有能量,而且具有动量,光子动量。假设射线中的单个光子与静止的无约束的自由电子发生弹性碰撞。
碰撞后光子的方向与入射方向夹角为α,电子的速度方向与入射方向夹角为β,其简化原理图如图所示。光子和电子组成的系统碰撞前后动量守恒,动量守恒定律遵循矢量运算的法则。已知入射光波长λ,普朗克常量为h。求碰撞后光子的波长。
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(0.4)
【推荐2】如图,是某科技小组制做的嫦娥四号模拟装置示意图,用来演示嫦娥四号空中悬停和着陆后的分离过程,它由着陆器和巡视器两部分组成,其中着陆器内部有喷气发动机,底部有喷气孔,在连接巡视器的一侧有弹射器.演示过程:先让发动机竖直向下喷气,使整个装置竖直上升至某个位置处于悬停状态,然后让装置慢慢下落到水平面上,再启动弹射器使着陆器和巡视器瞬间分离,向相反方向做减速直线运动.若两者均停止运动时相距为L,着陆器(含弹射器)和巡视器的质量分别为M和m,与水平面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g,发动机喷气着陆器口截面积为S,喷出气体的密度为p;不计喷出气体巡视器对整体质量的影响.求
(1)整个装置悬停时受到的竖直向上的作用力和喷出气体的速度;
(2)巡视器在水平面上滑动的位移大小.
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(0.4)
名校
【推荐3】如图,在光滑水平地面的左端固定一倾角为、长的粗糙斜面,在光滑水平地面的右端竖直固定一半径为R的光滑半圆形轨道。一质量为(可看成质点)的滑块B位于距半圆形轨道底端的位置,滑块B的左端接有原长为的轻弹簧(两者接触但未固定),现将另一个完全相同的滑块A从斜面顶端由静止释放,之后滑块B脱离弹簧,运动一段时间后滑上半圆形轨道,已知滑块A从开始压缩弹簧到弹簧长度最短所用时间为,,。滑块A与斜面间的动摩擦因数,重力加速度,各部分平滑连接,弹簧始终在弹性限度内,B落地后将不再反弹,。
(1)求滑块A在斜面上的运动时间及滑块A到达斜面底端时的速率;
(2)求滑块B运动到半圆形轨道顶端时所受的弹力大小;
(3)请通过计算说明两滑块能否发生第二次碰撞。
(1)求滑块A在斜面上的运动时间及滑块A到达斜面底端时的速率;
(2)求滑块B运动到半圆形轨道顶端时所受的弹力大小;
(3)请通过计算说明两滑块能否发生第二次碰撞。
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