分析 (1)小球P由靜止釋放至最低點(diǎn)的過程中機(jī)械能守恒,由此求出小球P擺至最低點(diǎn)時(shí)的速度,由牛頓第二定律求細(xì)繩的拉力大。
(2)P與P1及P1與P2發(fā)生彈性碰撞,三個(gè)物體質(zhì)量相等,所以碰撞后交換速度.假設(shè)P1與滑板相對靜止一起加速,由牛頓第二定律求出兩者的加速度,并求出P1所受的摩擦力,與最大靜摩擦力比較,再確定P2在滑板AB段上向右運(yùn)動(dòng)時(shí)P1受到摩擦力大;
(3)假設(shè)P1與P2恰能發(fā)生第二次碰撞,P1與P2及AB的速度相同,根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律求解AB的最小長度.
解答 解:(1)設(shè)小球P擺至最低點(diǎn)時(shí)速度為v,繩的拉力為T,
由機(jī)械能守恒定律有 mgl=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
得 v=4m/s
由牛頓第二定律得 T-mg=m$\frac{{v}^{2}}{l}$,解得:T=30N;
(2)因?yàn)镻與P1及P1與P2的碰撞均為質(zhì)量相等的彈性正碰,碰后將發(fā)生速度交換,
所以碰后P2獲得速度v=4m/s
假設(shè)P1與滑板相對靜止一起加速,則加速度 a=$\frac{{μ}_{2}mg}{m+M}$
可得 a=0.8m/s2.
此時(shí)P1所受靜摩擦力 f=ma=0.8N
又因?yàn)镻1與滑板之間的最大靜摩擦力 fm=μ1mg=0.2××1×10N=2N
因?yàn)?f<fm,所以假設(shè)成立,
即P1受到的摩擦力 f=0.8N;
(3)假設(shè)P1與P2恰能發(fā)生第二次碰撞,此時(shí)滑板長最小為L,
取向右為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律得:
mv=(2m+M)v′
μ2mg•2L=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$-$\frac{1}{2}(2m+M)v{′}^{2}$
聯(lián)立解得:L=$\frac{5}{6}$m.
答:
(1)小球P擺至最低點(diǎn)時(shí)細(xì)繩的拉力大小是30N;
(2)P2在滑板AB段上向右運(yùn)動(dòng)時(shí)P1受到摩擦力大小是0.8N;
(3)AB的長度至少為$\frac{5}{6}$m才能保證P2與P1不能發(fā)生第二次碰撞.
點(diǎn)評 本題要求學(xué)生能正確分析過程,并能靈活應(yīng)用功能關(guān)系;合理地選擇研究對象及過程.
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 重物M重力勢能一直增大 | B. | 重物M作勻變速直線運(yùn)動(dòng) | ||
C. | 重物M的最大速度是ωL | D. | 重物M的動(dòng)能先減小后增大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 大小為aG,與豎直方向之間的夾角為60° | |
B. | 大小為$\frac{\sqrt{3}}{3}$G,與豎直方向之間的夾角為30° | |
C. | 大小為$\frac{2\sqrt{3}}{3}$G,與豎直方向之間的夾角為45° | |
D. | 大小為$\frac{\sqrt{3}}{3}$G,與豎立方向之間的夾角為30° |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移公式時(shí),把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程等分成很多小段,每一小段近似看做勻速直線運(yùn)動(dòng),然后把各小段的位移相加,這里運(yùn)用了微元法 | |
B. | 牛頓提出物體都具有保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的屬性,即慣性 | |
C. | 在驗(yàn)證力的平行四邊形定則中采用了控制變量法 | |
D. | 伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推出,如果沒有摩擦,在水平面上的物體,一旦具有某一個(gè)速度,將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 交通警察通過發(fā)射超聲波測量車速,利用了波的干涉原理 | |
B. | 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光由綠光改為紅光,則相鄰干涉條紋間距變寬 | |
C. | 單縫衍射中,縫越寬,條紋越亮,衍射現(xiàn)象也越明顯 | |
D. | 地面上測得靜止的直桿長為L,則在沿桿方向高速飛行火箭中的人測得桿長應(yīng)小于L |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 麥克斯韋預(yù)言并用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在 | |
B. | 肥皂泡呈現(xiàn)彩色條紋是由光的干涉現(xiàn)象造成的 | |
C. | 某人在速度為0.5c的飛船上打開一光源,則這束光相對于地面的速度應(yīng)為1.5c | |
D. | 對于同一障礙物,波長越大的光波越容易繞過去 | |
E. | 聲源與觀察者相對靠近時(shí),觀察者所接收的頻率大于聲源振動(dòng)的頻率 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 斜劈對小球的彈力做負(fù)功 | |
B. | 斜劈與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒 | |
C. | 小球的機(jī)械能增加 | |
D. | 斜劈的機(jī)械能增加 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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