如圖A所示，某種筆由輕質(zhì)彈簧、內(nèi)芯和外殼三部分組成，設(shè)內(nèi)芯質(zhì)量為m，外殼質(zhì)量為4m．把筆豎直倒立于水平桌面，此時外殼底距桌面高為h．用手下壓外殼，彈簧被壓縮，當(dāng)外殼底接觸桌面時彈簧的彈性勢能為EP=10mgh，如圖B所示．放手后外殼豎直上升，之后與靜止的內(nèi)芯碰撞，如圖C所示．碰后內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升．設(shè)內(nèi)芯與外殼的撞擊力遠(yuǎn)大于筆所受重力，不計摩擦與空氣阻力，重力加速度為g．求：
（1）外殼與內(nèi)芯碰撞前瞬間的速度大小v1；
（2）外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間共同的速度大小v2；
（3）外殼和內(nèi)芯共同上升的最大高度H．

【答案】分析：（1）外殼上升過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為外殼的動能，由動能定理可以求出其速度．
（2）外殼與內(nèi)芯碰撞過程中，系統(tǒng)動量守恒，由動量守恒定律可以求出它們的共同速度．
（3）外殼與內(nèi)芯一起做豎直上拋運(yùn)動，由勻變速運(yùn)動的速度位移公式或動能定理或機(jī)械能守恒定律可以求出它們上升的最大高度．
解答：解：（1）以外殼和彈簧為研究對象，由機(jī)械能守恒定律得：
，解得：；
（2）以外殼和內(nèi)芯為研究對象，
由動量守恒定律得：4mv1=（4m+m）v2，
解得：；
（3）碰后外殼和內(nèi)芯共同豎直向上做加速度為g的勻減速運(yùn)動，
由勻變速運(yùn)動的速度位移公式得：，
解得：；
答：（1）外殼與內(nèi)芯碰撞前瞬間的速度大小為；
（2）外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間共同的速度大小為；
（3）外殼和內(nèi)芯共同上升的最大高度為h．
點(diǎn)評：分析清楚題意、分析清楚物體的運(yùn)動過程，應(yīng)用能量守恒定律、動量守恒定律、運(yùn)動學(xué)公式即可正確解題．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖A所示，某種筆由輕質(zhì)彈簧、內(nèi)芯和外殼三部分組成，設(shè)內(nèi)芯質(zhì)量為m，外殼質(zhì)量為4m．把筆豎直倒立于水平桌面，此時外殼底距桌面高為h．用手下壓外殼，彈簧被壓縮，當(dāng)外殼底接觸桌面時彈簧的彈性勢能為EP=10mgh，如圖B所示．放手后外殼豎直上升，之后與靜止的內(nèi)芯碰撞，如圖C所示．碰后內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升．設(shè)內(nèi)芯與外殼的撞擊力遠(yuǎn)大于筆所受重力，不計摩擦與空氣阻力，重力加速度為g．求：
（1）外殼與內(nèi)芯碰撞前瞬間的速度大小v1；
（2）外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間共同的速度大小v2；
（3）外殼和內(nèi)芯共同上升的最大高度H．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）如圖1所示，一束入射光AO從某種介質(zhì)以入射角α射入空氣，以O(shè)點(diǎn)為圓心，R1為半徑畫圓C1與折射光線OB交于M點(diǎn)，過M點(diǎn)向兩介質(zhì)的交界面作垂線與入射光線AO的延長線交于N點(diǎn)，以O(shè)點(diǎn)為圓心，ON為半徑畫另一個圓C2，測得該圓的半徑為R2，下列判斷正確的是
AC
AC

A．該介質(zhì)的折射率為
R2
R1

B．若光由介質(zhì)射入空氣發(fā)生全反射，則臨界角為arc sin
R2
R1

C．若過圓C1與界面的交點(diǎn)D作界面的垂線交圓C2于P點(diǎn)，則OP與法線所夾的銳角等于全反射的臨界角
D．若入射光的強(qiáng)度保持不變，逐漸增大入射角α，則折射光的強(qiáng)度將逐漸增加
（2）某同學(xué)對電阻絲的電阻與哪些因素有關(guān)進(jìn)行了實(shí)驗探究，他對鎳鉻絲做了有關(guān)測量，數(shù)據(jù)如下表所示．
編號 金屬絲直徑
D/mm		 金屬絲直徑的
平方D2/mm2		 金屬絲長度
L/cm		 電阻R/Ω
1 0.280 0.0784 100.00 16.30
2 0.280 0.0784 50.00 8.16
3 100.00 4.07
①他在第3組數(shù)據(jù)測量中，用螺旋測微器測金屬絲直徑時，示數(shù)如圖甲所示，此示數(shù)為
0.560
0.560
mm，并把對應(yīng)的D2數(shù)據(jù)填入表中相應(yīng)位置．
②乙圖是他測量金屬絲電阻的備選原理圖，則該同學(xué)應(yīng)選擇電路
A
A
（填“A”或“B”）進(jìn)行測量，根據(jù)所選的原理圖在圖丙中用筆劃線代替導(dǎo)線，將圖中的儀器連接成完整的實(shí)驗電路．
③請你認(rèn)真分析表中數(shù)據(jù)，寫出電阻R與L，D間的關(guān)系式：R=
k
L
D2
k
L
D2
（比例系數(shù)用k表示），并求出比例系數(shù)k=
0.128
0.128
Ωm（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某實(shí)驗小組利用如圖甲所示的實(shí)驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．本次實(shí)驗中已測量出的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、滑塊的質(zhì)量M、滑塊上的遮光條由圖示初始位置到光電門的距離s．精英家教網(wǎng)
①實(shí)驗前需要調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平，其方法是：接通氣源，將滑塊置于氣墊導(dǎo)軌任意位置上，（未掛鉤碼前）若
 
則說明導(dǎo)軌是水平的．
②如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d=
 
cm；實(shí)驗時掛上鉤碼，將滑塊從圖示初始位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間△t，則可計算出滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度．
③實(shí)驗中又測量出相關(guān)物理量：鉤碼的質(zhì)量m、滑塊的質(zhì)量M、滑塊上的遮光條由圖示初始位置到光電門的距離s．本實(shí)驗通過比較
 
和
 
在實(shí)驗誤差允許的范圍內(nèi)相等（用物理量符號表示），即可驗證系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．
（2）物質(zhì)材料的電阻率的往往隨溫度的變化而變化，一般金屬材料的電阻率隨溫度的升高而增大，而半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而減小．某課題研究組需要研究某種導(dǎo)電材料的導(dǎo)電規(guī)律，他們選用的器材有：
用該種導(dǎo)電材料制作而成的電阻較小的元件Z；
電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約3kΩ）；
電流表A（量程3A，內(nèi)阻約0.05Ω）；
電源E（電動勢2V，內(nèi)阻不計）
滑動變阻器R（最大阻值約1Ω）、開關(guān)S、導(dǎo)線．
同學(xué)甲實(shí)驗測得元件Z的電壓與電流的關(guān)系如下表所示，
U/V 0 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50
I/A 0 0.20 0.45 0.80 1.25 1.80 2.80
①甲同學(xué)在實(shí)驗過程中，采用的電路圖是圖丙中的
 

②根據(jù)甲同學(xué)的實(shí)驗數(shù)據(jù)，可判斷元件Z是
 
材料（填“金屬”或“半導(dǎo)體”）
③乙同學(xué)采用同樣的方法進(jìn)行實(shí)驗，檢查實(shí)驗電路連接正確，然后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑動頭，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針始終不發(fā)生偏轉(zhuǎn)．在不斷開電路的情況下，檢查電路故障，應(yīng)該使用多用電表
 
擋（填“歐姆x10”、“直流電壓 2.5V”、“直流電流 2.5mA”），檢查過程中將多用表的紅、黑表筆與電流表“+”、“-”接線柱接觸時，多用電表指針發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，說明電路故障是
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗如圖1所示，當(dāng)小車在一條橡皮筋作用下彈出時，橡皮筋對小車做的功記為W．當(dāng)用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗時，使每次實(shí)驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實(shí)驗中小車獲得的速度由打點(diǎn)計時器所打的紙帶測出．
①除了圖中已有的實(shí)驗器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、
 
（填測量工具）和
 
電源（填“交流”或“直流”）．
②若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動，當(dāng)小車的速度最大時，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是
 
．
A．橡皮筋處于原長狀態(tài)             B．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
C．小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處         D．小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線
③在正確操作情況下，需要墊起木板的一端平衡摩擦，平衡摩擦?xí)r，小車是否要拖著紙帶穿過打點(diǎn)計時器進(jìn)行？
 
（填“是”或“否”），平衡摩擦的目的是
 
．實(shí)驗時打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，如圖2所示．為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的
 
部分進(jìn)行測量（根據(jù)下面所示的紙帶回答，并用字母表示）．
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（2）某研究性學(xué)習(xí)小組為了制作一個傳感器，需要選用某種電學(xué)元件．實(shí)驗中首先要描繪該元件的伏安特性曲線，實(shí)驗室備有下列器材：
A．待測元件（額定電壓2V、額定電流200mA）
B．電流表A1（量程0～0.3A，內(nèi)阻約為1Ω）
C．電流表A2（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω）
D．電壓表V（量程0～3V，內(nèi)阻約為10kΩ）
E．滑動變阻器R1（阻值范圍0～5Ω，允許最大電流1A）
F．滑動變阻器R2（阻值范圍0～1kΩ，允許最大電流100mA）
G．直流電源E（輸出電壓3V，內(nèi)阻不計）
H．開關(guān)S，導(dǎo)線若干
I．多用電表
①為提高實(shí)驗的準(zhǔn)確程度，電流表應(yīng)選用
 
；滑動變阻器應(yīng)選用
 
（以上均填器材代號）．
②請在圖中用筆畫線代替導(dǎo)線，完成實(shí)物電路的連接．
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③檢查實(shí)驗電路連接正確，然后閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑動頭，發(fā)現(xiàn)電流表和電壓表指針始終不發(fā)生偏轉(zhuǎn)．在不斷開電路的情況下，檢查電路故障，應(yīng)該使用多用電表
 
擋；檢查過程中將多用表的紅、黑表筆與電流表“+”、“-”接線柱接觸時，多用電表指針發(fā)生較大角度的偏轉(zhuǎn)，說明電路故障是
 
．

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