【題目】如圖甲所示,水平傳送A、B兩輪間的距離L=3.0m,質(zhì)量M=1.0kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))隨傳送帶一起以恒定的速率v0向左勻速運(yùn)動,當(dāng)物塊運(yùn)動到最左端時,質(zhì)量m=0.020kg的子彈以u0=400m/s的水平速度向右射中物塊并穿出.在傳送帶的右端有一傳感器,測出物塊被擊穿后的速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示(圖中取向右運(yùn)動的方向?yàn)檎较,子彈射出物塊的瞬間為t=0時刻).設(shè)子彈擊穿物塊的時間可忽略不計(jì),且子彈不會擊中傳感器而發(fā)生危險,物塊的質(zhì)量不因被子彈擊穿而發(fā)生改變.不計(jì)空氣阻力及A、B輪的大小,取重力加速度g=10m/s2 .
(1)求物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)求子彈擊穿物塊的過程中產(chǎn)生的熱量Q1;
(3)如果從第一顆子彈擊中物塊開始,每隔△t=1.5s就有一顆相同的子彈以同樣的速度擊穿物塊,直至物塊最終離開傳送帶.設(shè)所有子彈與物塊間的相互作用力均相同,求整個過程中物塊與傳動帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q2 .
【答案】
(1)解:據(jù)速度圖象可知,物塊在滑動摩擦力的作用下做勻變速運(yùn)動,在0~1s內(nèi)物塊的速度由4m/s減為0.
此過程物塊的加速度大小 =4.0 m/s2
由牛頓第二定律有 f=μmg=ma 解得 =0.40
答:物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ為0.4;
(2)物塊被擊中前的速度大小為v0=2.0m/s,由速度圖象可知物塊被擊穿后瞬間物塊的速度大小v=4.0m/s,方向向右.
設(shè)子彈擊穿物塊后的速度為u,以向右為正方向
根據(jù)動量守恒定律有 mu0﹣Mv0=mu+Mv
解得 u= =100 m/s
根據(jù)能量守恒有 Q1= =1.49×103 J
答:求子彈擊穿物塊的過程中產(chǎn)生的熱量Q1為1.49×103 J;
(3)第1顆子彈擊穿物塊后,物塊向右運(yùn)動的時間為t1=1.0 s,設(shè)向右運(yùn)動的最大距離為x1,則x1= t1=2.0 m,
1.0s時物塊改為向左運(yùn)動,運(yùn)動時間為t2=0.50s,位移大小為x2= t2=0.50m
所以在△t=1.5s時間內(nèi),物塊向右運(yùn)動的距離為l=x1﹣x2=1.5m
在△t=1.5s時間內(nèi),物塊相對傳送帶的位移為△x1=l+x3=4.5m
在t=1.5s時物塊的速度與傳送帶速度相同,所以第二顆子彈擊中物塊后的運(yùn)動情況與第一顆子彈擊中物塊后運(yùn)動情況相同,向右運(yùn)動的可能達(dá)到的最大距離為2.0m,
而此時物塊與傳送帶右端距離為l=1.5m,故物塊中第二顆子彈后將畫出傳送帶.
設(shè)物塊被第二顆子彈擊穿后,其在傳送帶上滑行的時間為t3
根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式:△l=vt3 at32
解得:t3=0.50s
物塊第二次被擊穿后相對傳送帶的位移△x2=△l+v0t3=2.5m
所以Q2=μmg(△x1+△x2)=28J
答:如果從第一顆子彈擊中物塊開始,每隔△t=1.5s就有一顆相同的子彈以同樣的速度擊穿物塊,直至物塊最終離開傳送帶.設(shè)所有子彈與物塊間的相互作用力均相同,整個過程中物塊與傳動帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q2為28J.
【解析】根據(jù)題意可以判斷出子彈擊中木塊的瞬間動量守恒,可以用動量守恒定律求出木塊向右的初速度,木塊在傳送帶上做勻減速直線運(yùn)動,再由速度時間關(guān)系式解出1s后的速度,把其與傳送帶的速度比較,判斷木塊是否已經(jīng)達(dá)到勻速,還可以解出此過程中木塊向右運(yùn)動的最大距離;下一個過程再用動量守恒定律與第一過程比較.木塊和傳送帶間因摩擦產(chǎn)生的熱量等于滑動摩擦力乘以木塊與傳送帶之間的相對位移.
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題,首先需要了解動量守恒定律(動量守恒定律成立的條件:系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零;系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多;系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動量的分量保持不變),還要掌握能量守恒定律(能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中,能量的總量保持不變)的相關(guān)知識才是答題的關(guān)鍵.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】地球的地磁南極在地理__________極附近;湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子,當(dāng)把通電的陰極射線管放在蹄形磁鐵的兩極間時,可以觀察到電子束徑跡__________曲(選填“彎”或“不彎曲”),是由于__________(選填“洛倫茲力”或“安培力”)作用引起。
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【題目】已知鐳的原子序數(shù)是88,原子核質(zhì)量數(shù)是226.試問:
(1)鐳核中有幾個質(zhì)子?幾個中子?
(2)鐳核所帶電荷量為多少?
(3)若鐳原子呈中性,它核外有幾個電子?
(4)是鐳的一種同位素,讓 Ra和 Ra以相同速度垂直射入磁應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,它們運(yùn)動的軌道半徑之比是多少?
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【題目】一個密閉容器由固定導(dǎo)熱板分隔為體積相等的兩部分,分別裝有質(zhì)量相等的不同種類氣體。當(dāng)兩部分氣體穩(wěn)定后,它們分子的( )
A.平均速率相同B.平均動能相同
C.平均速率不同D.平均動能不同
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【題目】如圖所示,物塊A和B通過一根輕質(zhì)不可伸長的細(xì)繩連接,跨放在質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪兩側(cè),質(zhì)量分別為mA=2kg、mB=1kg.初始時A靜止于水平地面上,B懸于空中.先將B豎直向上再舉高h(yuǎn)=1.8m(未觸及滑輪)然后由靜止釋放.一段時間后細(xì)繩繃直,A、B以大小相等的速度一起運(yùn)動,之后B恰好可以和地面接觸.取g=10m/s2 .
(1)B從釋放到細(xì)繩繃直時的運(yùn)動時間t;
(2)A的最大速度v的大。
(3)初始時B離地面的高度H.
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【題目】低空跳傘是一種極限運(yùn)動,一般在高樓、懸崖、高塔等固定物上起跳.人在空中降落過程中所受空氣阻力隨下落速度的增大而增大,而且速度越大空氣阻力增大得越快.因低空跳傘下落的高度有限,導(dǎo)致在空中調(diào)整姿態(tài)、打開傘包的時間較短,所以其危險性比高空跳傘還要高.
一名質(zhì)量為70kg的跳傘運(yùn)動員背有質(zhì)量為10kg的傘包從某高層建筑頂層跳下,且一直沿豎直方向下落,其整個運(yùn)動過程的v﹣t圖象如圖所示.已知2.0s末的速度為18m/s,10s末拉開繩索開啟降落傘,16.2s時安全落地,并穩(wěn)穩(wěn)地站立在地面上.g取10m/s2 , 請根據(jù)此圖象估算:
(1)起跳后2s內(nèi)運(yùn)動員(包括其隨身攜帶的全部裝備)所受平均阻力的大;
(2)運(yùn)動員從腳觸地到最后速度減為零的過程中,若不計(jì)傘的質(zhì)量及此過程中的空氣阻力,則運(yùn)動員所需承受地面的平均沖擊力多大;
(3)開傘前空氣阻力對跳傘運(yùn)動員(包括其隨身攜帶的全部裝備)所做的功(結(jié)果保留三位有效數(shù)字).
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【題目】踏板跳水運(yùn)動員在彈離跳板后,先上升到一定的高度,在空中完成一系列復(fù)雜而優(yōu)美的動作后入水.將運(yùn)動員視為質(zhì)點(diǎn),請你分析一下從運(yùn)動員起跳到入水的全過程,有哪些能量發(fā)生了相互轉(zhuǎn)化.
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【題目】如圖所示為盧瑟福在實(shí)驗(yàn)室里第一次成功在實(shí)現(xiàn)了原子核人工轉(zhuǎn)變的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,M是顯微鏡,S是熒光屏,F是鋁箔.氮?dú)鈴拈y門T充入,A是放射源.
(1)完成該人工核轉(zhuǎn)變的方程式?
(2)在觀察由新粒子引起的閃爍之前需進(jìn)行必要的調(diào)整的是?
(3)在容器充入氮?dú)夂螅?/span>S上出現(xiàn)閃光,該閃光是什么?
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【題目】跳臺滑雪是勇敢者的運(yùn)動,它是利用山勢特點(diǎn)建造的一個特殊跳臺。一運(yùn)動員穿著專用滑雪板,不帶雪杖,在助滑路上獲得高速后從A點(diǎn)水平飛出,在空中飛行一段距離后在山坡上B點(diǎn)著陸,如圖所示。已知可視為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動員水平飛出的速度v0=20m/s,山坡看成傾角為37°的斜面,不考慮空氣阻力,則運(yùn)動員(g=10m/s2 , sin370=0.6,cos370=0.8)()
A.在空中飛行的時間為3s
B.落到斜面上時的位移為60m
C.在空中飛行的平均速度為20m/s
D.落到斜面上時的速度大小為50m/s
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