【題目】如圖所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一豎直的墻,重物質(zhì)量為木板質(zhì)量的3倍,重物與木板間的動摩擦因數(shù)為μ。使木板與重物以共同的速度v0向右運動,某時刻木板與墻發(fā)生碰撞。已知板與墻的碰撞均為彈性碰撞,時間極短,設(shè)木板足夠長,重物始終在木板上,重力加速度為g。求:

(1)木板與墻第二次碰撞前瞬間的速度v1;

(2)木板與墻第二次碰撞前瞬間重物距木板左端的距離s;

(3)木板從第一次與墻碰撞到第n次與墻碰撞所經(jīng)歷的總時間T

【答案】(1);(2);(3)n=23,4……)

【解析】

本題考察動量守恒定律在多過程運動中的應(yīng)用。注意撞墻過程非動量守恒,碰撞前后板的速度大小相等,方向相反。

(1)設(shè)木板質(zhì)量為m,木板第一次與墻碰撞后,重物與木板相互作用直到達(dá)到共同速度v1,由系統(tǒng)動量守恒,選取向右為正方向,有

解得

(2)木板第一次與墻碰撞后到第二次與墻碰前,根據(jù)系統(tǒng)能量守恒有

解得

(3)設(shè)木板第一次與墻碰撞后到重物與木板達(dá)共同速度v1歷時t1,木板運動的位移為x1,取木板研究,根據(jù)動量定理,選取向右為正方向,有

根據(jù)動能定理,有

重物與木板第二次達(dá)共速到再次與墻碰撞歷時t1,有

所以板從第一次與墻碰撞到第二次與墻碰撞所經(jīng)歷的時間為

解得

設(shè)木板第二次與墻碰撞后到重物與木板達(dá)共同速度v2歷時t2,木板運動的位移為x2,重物與木板第二次達(dá)共速到再次與墻碰撞歷時t2,同理可得

解得板從第二次與墻碰撞到第三次與墻碰撞所經(jīng)歷的時間為

板從第(n-1)次與墻碰撞到第n次與墻碰撞所經(jīng)歷的時間為

則板從第一次與墻碰撞到第n次與墻碰撞所經(jīng)歷的時間

解得

n=23,4……)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)a開始,經(jīng)ab、bc、ca三個過程后回到初始狀態(tài)a,其p-V圖像如圖所示。已知三個狀態(tài)的坐標(biāo)分別為aV0 2p0)、 b2V0,p0)、c3V0,2p0 以下判斷正確的是(  )

A.氣體在ab過程中對外界做的功小于在bc過程中對外界做的功

B.氣體在ab過程中從外界吸收的熱量大于在bc過程中從外界吸收的熱量

C.ca過程中,外界對氣體做的功小于氣體向外界放出的熱量

D.氣體在ca過程中內(nèi)能的減少量大于bc過程中內(nèi)能的增加量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】滴水法測重力加速度的過程是這樣的:讓水龍頭的水一滴一滴地滴在其正下方的盤子里,調(diào)整水龍頭,讓前一滴水滴到盤子而聽到聲音時,后一滴恰好離開水龍頭.從第1次聽到水擊盤聲時開始計時,測出n次聽到水擊盤聲的總時間為t,用刻度尺量出水龍頭到盤子的高度差為h,即可算出重力加速度.設(shè)人耳能區(qū)別兩個聲音的時間間隔為0.1 s,聲速為340 m/s,則(  )

A. 水龍頭距人耳的距離至少為34 m

B. 水龍頭距盤子的距離至少為34 m

C. 重力加速度的計算式為

D. 重力加速度的計算式為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用圖示裝置測量重錘的質(zhì)量,在定滑輪兩側(cè)分別掛上重錘和n塊質(zhì)量均為m0的鐵片,重錘下端貼一遮光片,鐵架臺上安裝有光電門.調(diào)整重錘的高度,使其從適當(dāng)?shù)奈恢糜伸o止開始下落,讀出遮光片通過光電門的擋光時間t0;從定滑輪左側(cè)依次取下1塊鐵片放到右側(cè)重錘上,讓重錘每次都從同一位置由靜止開始下落,計時器記錄的擋光時間分別為t1t2,計算出t02t12

1)擋光時間為t0時,重錘的加速度為a0.從左側(cè)取下i塊鐵片置于右側(cè)重錘上時,對應(yīng)的擋光時間為ti,重錘的加速度為ai.則=_____.(結(jié)果用t0ti表示)

2)作出i的圖線是一條直線,直線的斜率為k,則重錘的質(zhì)量M=_____

3)若重錘的質(zhì)量約為300g,為使實驗測量數(shù)據(jù)合理,鐵片質(zhì)量m0比較恰當(dāng)?shù)娜≈凳?/span>_____

A1g B3g C40g D300g

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,左右兩個容器的側(cè)壁都是絕熱的,底部都是導(dǎo)熱的且截面積均為S。左容器足夠高,上端敞開,右容器上端由導(dǎo)熱材料封閉。兩個容器的下端由可忽略容積的細(xì)管連通。容器內(nèi)兩個絕熱的輕活塞A、B下方封有氮氣,B上方封有氫氣。大氣的壓強(qiáng)p0,溫度為T0,兩個活塞質(zhì)量可忽略不計。系統(tǒng)平衡時,各氣體柱的高度如圖所示,F(xiàn)將系統(tǒng)的底部浸入恒溫?zé)崴壑,第二次平衡時A上升了一定的高度。接著在A上緩慢加入一定質(zhì)量的細(xì)沙,使活塞A回到第一次平衡的位置,此時氫氣柱高度為0.8h。氮氣和氫氣均可視為理想氣體。求:

(1)第二次平衡時氮氣的氣柱總長;

(2)恒溫?zé)崴壑袩崴臏囟取?/span>

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,矩形導(dǎo)線框abcd放在勻強(qiáng)磁場中,在外力控制下靜止不動,磁感線方向與線圈平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的圖象如圖乙所示.t0時刻,磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直紙面向里.在04 s時間內(nèi),線框ab邊受安培力隨時間變化的圖象(力的方向規(guī)定以向左為正方向)是下圖中的(   )

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】南極考察隊隊員在地球南極附近用彈簧秤豎直懸掛一未通電螺線管,如圖所示,下列說法正確的是( 。

A.若將a端接電源正極,b端接電源負(fù)極,則彈簧秤示數(shù)將減小

B.若將a端接電源正極,b端接電源負(fù)極,則彈簧秤示數(shù)將增大

C.若將b端接電源正極,a端接電源負(fù)極,則彈簧秤示數(shù)將增大

D.不論螺線管通電情況如何,彈簧秤示數(shù)均不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為氫原子的能級示意圖,一群處于n=4能級的氫原子,在向較低能級躍遷的過程中能向外發(fā)出幾種頻率的光子,用這些光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉有幾種能使其產(chǎn)生光電效應(yīng)( 。

A.6、3B.6、4C.4、3D.4、4

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑的圓錐頂用長為 的細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m的物體,圓錐體固定在水平面上不動,其軸線沿豎直方向,細(xì)線與軸線之間的夾角為 ,物體以速度v繞圓錐體軸線做水平勻速圓周運動.

(1)當(dāng) ,求繩對物體的拉力.

(2)當(dāng) ,求繩對物體的拉力.

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