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1、计算题 (2010·安徽卷)24.(20分)如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD段为半径R=0.2m的半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103V/m。一不带电的绝缘小球甲,以速 ">
时间:2017-08-25 12:47:41
1、计算题 (2010·安徽卷)24.(20分)如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD段为半径R=0.2m的半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103V/m。一不带电的绝缘小球甲,以速度υ0沿水平轨道向右运动,与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10-2kg,乙所带电荷量q=2.0×10-5C,g取10m/s2。(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/kpt2zz4cxir.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
(1) 甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离;
(2)在满足(1)的条件下。求的甲的速度υ0;
(3)若甲仍以速度υ0向右运动,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围。
参考答案::(1)0.4m?(2)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/mcaaneedskk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(3)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/i3gxb1c5l5t.png\" style=\"vertical-align:middle;\"><
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/4co53hrfbyr.png\" style=\"vertical-align:middle;\"><
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/tttidjlyie4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析::
(1)在乙恰好能通过轨道的最高点的情况下,设乙到达最高点的速度为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/154gg5booma.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,乙离开D点达到水平轨道的时间为t,乙的落点到B点的距离为
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/yklihzrhep0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,则
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/3e2uuvvukd5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?①
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/m00kkmj3ke1.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?②
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/o12athe0kfl.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?③
联立①②③得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/sv4qmitk0fc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?④
(2)设碰撞后甲、乙的速度分别为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/mywdetj3j1v.png\" style=\"vertical-align:middle;\">、
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/u2mhqar03li.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,根据动量守恒和机械能守恒定律有:
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/uzqxfktmhbf.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?⑤
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/wyonr3f2huw.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?⑥
联立⑤⑥得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/vfkxiiaywfh.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?⑦
由动能定理得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/awsgnpvkvpy.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?⑧
联立①⑦⑧得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/3fh2dvmgxvx.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?⑨
(3)设甲的质量为M,碰撞后甲、乙的速度分别为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/cl4i1sehcur.png\" style=\"vertical-align:middle;\">、
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/j13ztrggyff.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,根据动量守恒和机械能守恒定律有:
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/fqh5jk1xnno.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(10)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/shc2od02nom.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(11)
联立(10)(11)得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/gijifk5nne2.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(12)
由(12)和600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/xc3lqnree02.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,可得:
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/yg45431k4wk.png\" style=\"vertical-align:middle;\"><
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/v0iyqavr10u.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(13)
设乙球过D点的速度为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/jin1ycjjioy.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,由动能定理得
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/cwh35qlurwp.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(14)
联立⑨(13)(14)得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/4hr03ktrgcs.png\" style=\"vertical-align:middle;\"><
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/fwize5dyyob.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(15)
设乙在水平轨道上的落点到B点的距离为600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/4co53hrfbyr.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,则有
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/yn4qkcxoc32.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(16)
联立②(15)(16)得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/i3gxb1c5l5t.png\" style=\"vertical-align:middle;\"><
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/4co53hrfbyr.png\" style=\"vertical-align:middle;\"><
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/tttidjlyie4.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题难度:一般
2、计算题 质600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/itwu0lfycme.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">量为m=1kg的物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.6,在F=10N水平拉力作用下,由静止开始前进x1=2m后撤去外力, g=10m/s2,求:
(1)撤去外力时物体速度多大?
(2)撤去外力后还能运动多远?
参考答案:(1)Fx1-fx1=600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/g1cdyaecsx5.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?(3分)? f=μmg? (1分)
解得v=\"4m/s?\" (1分)
(2)Fx1-f(x1+x2)=\"0?\" (4分)?解得x2=\"1.3m?\" (1分)
本题解析:略
本题难度:简单
3、选择题 假如在足球比赛中,某球员在对方禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门。如图所示,球门的高度为h,足球飞入球门的速度为v,足球的质量为m,则该球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力)( )
A.等于600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/xpjryrau4y1.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
B.大于600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/xpjryrau4y1.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
C.小于600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/xpjryrau4y1.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
D.因为球的轨迹形状不确定,所以做功的大小无法确定
参考答案:A
本题解析:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/jjfnvcrj0pg.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题难度:简单
4、计算题 轨道ABCD由粗糙的斜面轨道AB和光滑圆弧轨道BCD组成。圆弧轨道BCD半径R=1m,在B点与斜面轨道AB相切;C点是圆弧轨道的最低点,D点的切线沿竖直方向;斜面轨道与水平面的夹角θ=37°,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.3。在D点的正上方有一厚度不计的旋转平台,沿平台的一条直径上开有两个小孔P、Q,两孔离轴心等距离,旋转时两孔均能达到D点的正上方。一质量m=0.5kg的物块(视为质点)从斜面上A点由静止释放,到达C点时对轨道的压力N=65N,到达D点后恰好无碰撞的穿过小孔P,为了使物块能从小孔Q落下(不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,取sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)物块到达C点时的速度(结果可用根式表示);
(2)AB的长度L(结果可用分数表示);
(3)平台的角速度ω应满足的条件。
参考答案:解:(1)在C点,根据牛顿定律有600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/szspuqu5iyq.gif\">
?600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/vwfxr0mw4bp.gif\">
(2)由动能定理,有600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/q1c3ox0izh4.gif\">°+
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/0jhptmhiy2d.gif\">(1-cos37°)-
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/0fwn3qowcoo.gif\">°
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/nswmj22igfy.gif\">
解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/rialtb5lnpg.gif\">
(3)设小球到达D点时的速度是vD,则在物块由C到D过程中,有600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/brrhlvo1ezp.gif\">
解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/3frfphtwo5f.gif\">
物块越过孔后做初速度为10m/s、加速度为-g的匀变速运动,由运动学公式有600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/tcf2imq5fcv.gif\">
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/e1hpjmurtdg.gif\">
可得t=2s
根据θ=ωt得ω应满足600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060504/12fhtrqdi2d.gif\">
本题解析:
本题难度:困难
5、简答题 质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两端,绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上,开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为0.8m,如图所示..若摩擦力均不计,从静止开始放手让它们运动.(斜面足够长,g取10m/s2)求:
(1)物体A着地时的速度;
(2)物体B能沿斜面滑行的最大距离是多少?600)makesmallpic(this,600,1800);\' alt=\"91考试网\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060505/0kcrslayfez.png\">
参考答案:(1)、设A落地时的速度为v,系统的机械能守恒:
? mgh-mghsinα=12(m+m)v2,
? 代入数据得:V=2?m/s.
?(2)、A落地后,B以v为初速度沿斜面匀减速上升,设沿斜面又上升的距离为S,
? 由动能定理得:-mgSsinα=0-12mv2
? ? 物体m能沿斜面滑行的最大距离:L=h+S?
? 代入数据得:L=1.2m
答:(1)、物体A着地时的速度是2m/s.
? (2)、物体B能沿斜面滑行的最大距离是1.2m.
本题解析:
本题难度:一般