【題目】某種彈射裝置的示意圖如圖所示,光滑的水平導軌MN右端N處于傾斜傳送帶理想連接,傳送帶長度L=15.0m,皮帶以恒定速率v=5m/s順時針轉動,三個質(zhì)量均為m=1.0kg的滑塊A、B、C置于水平導軌上,B、C之間有一段輕彈簧剛好處于原長,滑塊B與輕彈簧連接,C未連接彈簧,B、C處于靜止狀態(tài)且離N點足夠遠,現(xiàn)讓滑塊A以初速度v0=6m/s沿B、C連線方向向B運動,A與B碰撞后粘合在一起.碰撞時間極短,滑塊C脫離彈簧后滑上傾角θ=37°的傳送帶,并從頂端沿傳送帶方向滑出斜拋落至地面上,已知滑塊C與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.8,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)滑塊A、B碰撞時損失的機械能;
(2)滑塊C在傳送帶上因摩擦產(chǎn)生的熱量Q;
(3)若每次實驗開始時滑塊A的初速度v0大小不相同,要使滑塊C滑離傳送帶后總能落至地面上的同一位置,則v0的取值范圍是什么?(結果可用根號表示)
【答案】(1)(2)(3)
【解析】試題分析:A、B碰撞過程,應用動量守恒定律與能量守恒定律可以機械能損失;設A、B碰撞后,彈簧第一次恢復原長時,根據(jù)由動量守恒和機械能守恒求出A、B的速度,在傳送帶上根據(jù)運動學公式求出相對位移進而求出熱量;根據(jù)物體在傳送帶上的運動情況結合動量守恒及機械能守恒求出速度范圍。
1)設A與B碰撞后共同速度為,對A、B有:
動量守恒
碰撞時損失機械能
解得
(2)設A、B碰撞后,彈簧第一次恢復原長時AB的速度為,C的速度為
由動量守恒:
由機械能守恒:
解得
C以滑上傳送帶,假設勻加速的直線運動位移為x時與傳送帶共速,由運動學公式
,
解得
加速運動的時間為t,有
所以相對位移
摩擦生熱
(3)設A的最大速度為,滑塊C與彈簧分離時C的速度為,AB的速度為,
則C在傳送帶上一直做加速度為的勻減速直線運動直到P點與傳送帶共速,有:
解得
設A的最小速度為,滑塊C與彈簧分離時C的速度為,AB的速度為,則C在傳送帶上一直做加速度為的勻加速直線運動直到P點與傳送帶共速,有:
解得。
對A、B、C和彈簧組成的系統(tǒng)從AB碰撞后到彈簧第一次恢復原長的過程中,有:
動量守恒:
機械能守恒:
解得,同理,
所以
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【題目】“天宮一號”繞地球的運動可看作勻速圓周運動,轉一周所用的時間約90分鐘.下列說法正確的是
A. “天宮一號”離地面的高度比地球同步衛(wèi)星離地面的高度小
B. “天宮一號”的線速度比地球同步衛(wèi)星的線速度小
C. “天宮一號” 的向心加速度比地球同步衛(wèi)星向心加速度大
D. 當宇航員劉洋站立于“天宮一號”內(nèi)不動時,她處于平衡狀態(tài)
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【題目】我國著名籃球運動姚明在原地拍球,球從1m處拍下,又被地板彈回,在離地1.5m處被接。(guī)定豎直向下為正方向,則球通過的路程和位移的分別是( )
A. 2.5m,2.5m B. 2.5m,0.5m C. 1.5m,-1m D. 2.5m,-0.5m
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【題目】如圖所示,質(zhì)量為m的物體,受水平力F的作用,在粗糙的水平面上運動,下列說法中不正確的是( 。
A. 如果物體做加速直線運動,F一定對物體做正功
B. 如果物體做減速直線運動,F一定對物體做負功
C. 如果物體做勻減速直線運動,F也可能對物體做正功
D. 如果物體做勻速直線運動,F一定對物體做正功
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【題目】諾貝爾物理學獎授予英國曼徹斯特大學科學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫,以表彰他們在石墨烯材料方面的卓越研究.石墨烯是目前世界上已知的強度最高的材料,它的發(fā)現(xiàn)使“太空電梯”纜線的制造成為可能,人類將有望通過“太空電梯”進入太空.現(xiàn)假設有一“太空電梯”懸在赤道上空某處,相對地球靜止,如圖所示,那么關于“太空電梯”,下列說法正確的是( )
A. “太空電梯”各點均處于完全失重狀態(tài)
B. “太空電梯”各點運行周期隨高度增大而增大
C. “太空電梯”上各點線速度與該點離地球球心距離的開方成反比
D. “太空電梯”上各點線速度與該點離地球球心距離成正比
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【題目】兩質(zhì)量均為2m的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上,A和B的傾斜面都是光滑曲面,曲面下端與水平面相切,如圖所示,一質(zhì)量為m的物塊位于劈A的傾斜面上,距水平面的高度為h.物塊從靜止滑下,然后又滑上劈B,重力加速度為g,求:
(1)物塊第一次離開劈A時,劈A的速度;
(2)物塊在劈B上能夠達到的最大高度.
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【題目】一定質(zhì)量的理想氣體從狀態(tài)A變化到狀態(tài)B,再變化到狀態(tài)C,其狀態(tài)變化過程的p-V圖象如圖3所示.已知該氣體在狀態(tài)A時的溫度為27 ℃,則:
(1)該氣體在狀態(tài)B、C時的溫度分別為多少℃?
(2)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中內(nèi)能的變化量是多大?
(3)該氣體從狀態(tài)A到狀態(tài)C的過程中是吸熱,還是放熱?傳遞的熱量是多少?
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【題目】關于原子核,下列說法中正確的是( )
A.原子核能發(fā)生β衰變說明原子核內(nèi)存在電子
B.核反應堆利用鎘棒吸收中子控制核反應速度
C.輕核的聚變反應可以在任何溫度下進行
D.一切核反應都能釋放核能
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【題目】如圖為氫原子的能級示意圖,鋅的逸出功是3.34eV,那么對氫原子在能級躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的規(guī)律認識錯誤的是( )
A. 用能量為14.0eV的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子電離
B. 一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷所輻射的光中,有3種不同頻率的光能使鋅發(fā)生光電效應
C. 一群處于n=3能級的氫原子向基態(tài)躍遷時,發(fā)出的光照射鋅板,鋅板表面所發(fā)出的光電子的最大初動能為8.75eV
D. 用能量為10.21eV 的光子照射,可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)
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