黑龙江高二高中物理月考试卷带答案解析
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黑龙江高二高中物理月考试卷
班级:___________ 姓名:___________ 分数:___________
一、选择题
1.下列说法不正确的是()
A.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B.光波是一种概率波
C.实物粒子也具有波动性
D.光电效应现象说明光具有粒子性而康普顿效应现象说明光具有波动性
2.关于光电效应现象,下列说法正确的是()
A.只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长,才能发生光电效应现象
B.在光电效应现象中,产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比
C.产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比
D.在入射光频率一定时,单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比
3.质量为m的小球P以大小为v的速度与质量为3m的静止小球Q发生正碰,碰后小球P以大小为的速度被反弹,则正碰后小球Q的速度大小是()
A.B.C.D.
4.质量为m的人站在质量为M的小车上,小车静止在水平地面上,车与地面摩擦不计.当人从小车的左端走到右端,下列说法不正确的是()
A.人在车上行走的平均速度越大,则车在地面上运动的平均速度也越大
B.人在车上行走的平均速度越大,则车在地面上移动的距离也越大
C.不管人以什么样的平均速度行走,车在地面上移动的距离都相同
D.人在车上行走时,若人相对车突然停止,则车也立刻停止
5.向空中发射一物体,不计空气阻力,当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成a、b两块,若质量大的a 块速度仍沿原方向则()
A.b的速度一定和原来反向。
B.从炸裂到落地的过程中,a、b两块经历的时间一定相同。
C.在炸裂过程中,a、b受到爆炸力的冲量一定相同
D.在爆炸过程中,由动量守恒定律可知,a、b的动量大小相等。
6.如图所示,理想变压器原副线圈的匝数比为10:1,是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表,除以外其余电阻不计。
从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压,其瞬时值表达式为V。
下列说
法中正确的()
A.s时,电压表的示数为22V
B.s时,两点电压瞬时值为110V
C.滑动变阻器触片向上移,电压表和电流表的示数均变大
D.单刀双掷开关由扳向,电压表和电流表的示数均变小
7.如图所示,一个匝数为N =100匝的线圈以固定转速50r/s 在匀强磁场中旋转,其产生的交流电通过一匝数比为n 1:n 2=10:1的变压器给阻值R =20Ω的电阻供电,已知交流电压表的示数为20V ,从图示位置开始计时,则下列说法正确的是( )
A .t =0.0025s 时刻穿过线圈平面的磁通量为Wb
B .穿过线圈平面的最大磁通量为Wb
C .t =0时刻流过线圈的电流不为零
D .电阻R 消耗的电功率为10W
8.静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向抛出质量相同的小球,甲向左抛,乙向右抛,如图所示,甲先抛乙后抛,抛出后两小球相对岸的速率相等,不计水的阻力,下列说法中正确的是( )
A .两球抛出后,船往左以一定速度运动,乙球受到的冲量大一些
B .两球抛出后,船往右以一定速度运动,甲球受到的冲量大一些
C .两球抛出后,船的速度为零,甲球受到的冲量大一些
D .两球抛出后,船的速度为零,两球所受到的冲量相等
9.如图所示,质量分别为m 和2m 的A 、B 两个木块间用轻弹簧相连,放在光滑水平面上,A 靠紧竖直墙.用水平力F 将B 向左压,使弹簧被压缩一定长度,静止后弹簧储存的弹性势能为E .这时突然撤去F ,关于A 、B 和弹簧组成的系统,下列说法中正确的是( )
A .撤去F 后,系统动量守恒,机械能守恒
B .撤去F 后,A 离开竖直墙前,系统动量不守恒,机械能守恒
C .撤去F 后,A 离开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为E
D .撤去F 后,A 离开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为E/3
10.长木板A 放在光滑的水平面上,质量为m=2kg 的另一物体B 以水平速度v 0=2m/s 滑上原来静止的长木板A 的表面,由于A 、B 间存在摩擦,之后A 、B 速度随时间变化情况如图所示,则下列说法正确的是( )
A .木板获得的动能为2J
B .系统损失的机械能为1J
C .木板A 的最小长度为1m
D .A 、B 间的动摩擦因数为0.1
11.如图所示,某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V ,输出的电功率为50 kW ,用电阻为3 Ω的输电线向远处送电,要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220 V 供用户使用(两个变压器均为理想变压器).对整个送电过程,下列说法正确的是 ( )
A .输电线上的损失功率为300 W
B .升压变压器的匝数比为1∶100
C .输电线上的电流为10A
D.降压变压器的输入电压为4970 V
二、实验题
与入射光的频率ν的关系如图所示,若该直线的斜率和截距分别为k 1.某次光电效应实验中,得到的遏止电压u
C
和b,电子电荷量的绝对值为e,则普朗克常量可表示为,所用材料的逸出功可表示为。
2.用如图甲所示的气垫导轨来验证动量守恒定律,用频闪照相机闪光4次拍得照片如图乙所示,已知闪光时间间隔为Δt=0.02 s,闪光本身持续时间极短,已知在这4次闪光的时间内A、B均在0~80 cm范围内且第一次闪光时,A恰好过x=55 cm处,B恰好过x=70 cm处,则由图可知:
(1)两滑块在x=________cm处相碰.
(2)两滑块在第一次闪光后t=________s时发生碰撞.
(3)若碰撞过程中满足动量守恒,则A、B两滑块的质量比为____________.
三、计算题
1.如图所示,有两个质量相同的小球A和B(大小不计),A球用细绳吊起,细绳长度等于悬点距地面的高度,B 球静止放于悬点正下方的地面上,现将A球拉到距地面高度为h处由静止释放,摆动到最低点与B球碰撞后粘在
一起共同上摆,则它们升起的最大高度为多少?
2.质量为m=0.5kg的弹性球,从H=1.25m高处自由下落,与地板碰撞后回跳高度为h=0.8m。
设碰撞时间为t=0.1s,取g="10" m/s2,求地板对小球的平均冲力F大小?
3.质量为M=2m的小物块A静止在离地面高h=0.8m的水平桌面的边缘,质量为m的小物块B沿桌面向A运动并以速度v
=8m/s与之发生碰撞(碰撞时间极短)碰后A离开桌面,其落地点离出发点的水平位移L=2m,碰后B o
反向运动且始终在桌面上,求B后退的距离。
(已知B与桌面间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度为
g=10m/s2)
4.在光滑水平面上静止有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙,滑块CD上表面是光滑的圆
滑上木弧,他们紧靠在一起,如图所示。
一个可视为质点的物块P,质量也为m,它从木板AB的右端以初速度v
板,过B点时速度为,然后又滑上滑块CD,最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处.若物体P与木板AB 间的动摩擦因数为μ,求:
的大小;
(1)物块滑到B处时木板AB的速度v
1
(2)木板AB的长度L;
的大小
(3)滑块CD最终速度v
2
黑龙江高二高中物理月考试卷答案及解析
一、选择题
1.下列说法不正确的是()
A.黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B.光波是一种概率波
C.实物粒子也具有波动性
D.光电效应现象说明光具有粒子性而康普顿效应现象说明光具有波动性
【答案】D
【解析】根据黑体辐射规律:黑体辐射电磁波的强度,按波长的分布,只与黑体的温度有关,故A正确;光波是一种概率波,选项B正确;根据德布罗意原理,实物粒子也具有波动性,选项C正确;光电效应现象说明光具有粒子性而康普顿效应现象也说明光具有粒子性,选项D错误;故选D.
【考点】黑体辐射;光的波粒二象性
【名师点睛】考查黑体辐射的规律、光的波粒二象性,要知道黑体辐射电磁波的强度,按波长的分布,只与黑体的温度有关;光既有波动性,又有粒子性,康普顿效应揭示了光的粒子性,知道光电效应与康普顿效应的作用。
2.关于光电效应现象,下列说法正确的是()
A.只有入射光的波长大于使该金属发生光电效应的极限波长,才能发生光电效应现象
B.在光电效应现象中,产生的光电子的最大初动能跟入射光的频率成正比
C.产生的光电子最大初动能与入射光的强度成正比
D.在入射光频率一定时,单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比
【答案】D
【解析】根据光电效应方程.入射光的波长必须小于极限波长,才能发生光电效应.故A错误.从光电效应方程知,光电子的最大初动能与照射光的频率成一次函数关系,不是成正比.故B错误.根据光
电效应方程E
Km =hv-W
,入射光的频率越大,光电子的最大初动能越大,与入射光的强度无关,故C错误.发生
光电效应时,入射光的频率影响的是光电子的最大初动能,光强度影响单位时间内发出光电子的数目,在入射光频率一定时,单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比,故D正确.故选D。
【考点】光电效应
【名师点睛】解决本题的关键熟练掌握光电效应方程E
Km =hv-W
或.要知道在入射光频率一定时,
单位时间内从金属中逸出的光电子个数与入射光的强度成正比。
3.质量为m的小球P以大小为v的速度与质量为3m的静止小球Q发生正碰,碰后小球P以大小为的速度被反弹,则正碰后小球Q的速度大小是()
A.B.C.D.
【答案】B
【解析】碰撞过程系统动量守恒,以P的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv=3mv′+m(-v),
则:mv=3mv′,解得:v′=v;故选B.
【考点】动量守恒定律
【名师点睛】本题考查了求小球的速度,分析清楚物体运动过程,应用动量守恒定律即可正确解题,解题时注意正方向的选取.
4.质量为m 的人站在质量为M 的小车上,小车静止在水平地面上,车与地面摩擦不计.当人从小车的左端走到右端,下列说法不正确的是( )
A .人在车上行走的平均速度越大,则车在地面上运动的平均速度也越大
B .人在车上行走的平均速度越大,则车在地面上移动的距离也越大
C .不管人以什么样的平均速度行走,车在地面上移动的距离都相同
D .人在车上行走时,若人相对车突然停止,则车也立刻停止
【答案】B
【解析】人和车组成的系统动量守恒,有:
,可知,人在车上行走的平均速度越大,则车在地面上
运动的平均速度越大.故A 正确.根据动量守恒定律有:,则
,则
,则车在地
面上移动的距离:
.与平均速度的大小无关,知不管人以什么样的平均速度行走,车在地面上移动的距离
相同.故B 错误,C 正确.根据动量守恒定律得,人的速度为零时,车的速度也为零.故D 正确.题目要求选不正确的,故选B .
【考点】动量守恒定律的应用
【名师点睛】“人船模型”是动量守恒定律的应用的一个经典模型,关键抓住系统在水平方向上总动量为零进行求解,将速度问题转化为位移为题.
5.向空中发射一物体,不计空气阻力,当此物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂成a 、b 两块,若质量大的a 块速度仍沿原方向则( ) A .b 的速度一定和原来反向。
B .从炸裂到落地的过程中,a 、b 两块经历的时间一定相同。
C .在炸裂过程中,a 、b 受到爆炸力的冲量一定相同
D .在爆炸过程中,由动量守恒定律可知,a 、b 的动量大小相等。
【答案】B
【解析】在炸裂过程中,由于重力远小于内力,系统的动量守恒.炸裂前物体的速度沿水平方向,炸裂后a 的速度沿原来的水平方向,根据动量守恒定律判断出来b 的速度一定沿水平方向,但不一定与原速度方向相反,取决于a 的动量与物体原来动量的大小关系.故A 错误.a 、b 都做平抛运动,距离地面的高度相同,故飞行时间相同,选项B 正确;在炸裂过程中,a ,b 受到爆炸力大小相等,作用时间相同,则爆炸力的冲量大小一定相等,但是方向相反,故冲量不同,故C 错误;根据动量守恒定律:(m 1+m 2)v 0=m 1v 1+m 2v 2,则a 、b 的动量大小不相等,a 的动量大于b 的动量大小,选项D 错误;故选B . 【考点】动量守恒定律
【名师点睛】本题是动量守恒定律的应用,基础题.系统动量守恒,不仅作用前后总动量的大小保持不变,总动量的方向也保持不变,解题时要抓住这一点。
6.如图所示,理想变压器原副线圈的匝数比为10:1,是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表,除以外其余电阻不计。
从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压,其瞬时值表达式为V 。
下列说法中正确的( )
A .s 时,电压表的示数为22V
B .
s 时,
两点电压瞬时值为110V
C .滑动变阻器触片向上移,电压表和电流表的示数均变大
D .单刀双掷开关由扳向,电压表和电流表的示数均变小
【答案】A
【解析】原线圈两端电压有效值为220V ,副线圈两端电压有效值为22V ,电表测量的是有效值,故A 正确;
s 时,ac 两点电压瞬时值为110
V ,故B 错误;滑动变阻器触片向上移,电阻变大,副线圈的电压由匝
数和输入电压决定,伏特表的示数不变,安培表示数减小,C 错误;单刀双掷开关由a 扳向b ,匝数比变小,匝数与电压成正比,所以伏特表和安培表的示数均变大,故D 错误;故选A .
【考点】交流电;电路的动态分析
【名师点睛】本题考查了变压器的特点,变压器原副线圈的匝数比等于电压之比;需要特别注意的是CD 两选项,考查了电路的动态分析,这是高考中的热点,解题思路仍然是局部-整体-局部的分析思路.
7.如图所示,一个匝数为N =100匝的线圈以固定转速50r/s 在匀强磁场中旋转,其产生的交流电通过一匝数比为n 1:n 2=10:1的变压器给阻值R =20Ω的电阻供电,已知交流电压表的示数为20V ,从图示位置开始计时,则下列说法正确的是( )
A .t =0.0025s 时刻穿过线圈平面的磁通量为Wb
B .穿过线圈平面的最大磁通量为Wb
C .t =0时刻流过线圈的电流不为零
D .电阻R 消耗的电功率为10W
【答案】A
【解析】已知交流电压表的示数为20V ,则由原线圈输出电压为200V ,故最大电动势E m =200V ;根据公式
E m =NBSω=NΦω,穿过线圈平面的最大磁通量为:
;故B 错误;
,磁通量为:
;故B 正确;图示时刻为中性面位置,故
感应电动势为零,故感应电流为零,故C 错误;电阻R 消耗的电功率为:
,故D 错误;故选
A .
【考点】变压器;交流电的最大值及有效值
【名师点睛】本题考查了交流发电机的工作原理和变压器的变压比公式,要记住最大电压的公式E m =NBSω;求解电功和电功率时必须要用交流电的有效值;此题难度不大.
8.静止在湖面的小船上有两个人分别向相反方向抛出质量相同的小球,甲向左抛,乙向右抛,如图所示,甲先抛乙后抛,抛出后两小球相对岸的速率相等,不计水的阻力,下列说法中正确的是( )
A .两球抛出后,船往左以一定速度运动,乙球受到的冲量大一些
B .两球抛出后,船往右以一定速度运动,甲球受到的冲量大一些
C .两球抛出后,船的速度为零,甲球受到的冲量大一些
D .两球抛出后,船的速度为零,两球所受到的冲量相等
【答案】C
【解析】设小船的质量为M ,小球的质量为m ,甲球抛出后,根据动量守恒定律有:mv=(M+m )v′,v′的方向向右.乙球抛出后,规定向右为正方向,根据动量守恒定律有:(M+m )v′=mv+Mv″,解得v″=0.
根据动量定理得,所受合力的冲量等于动量的变化,对于甲球,动量的变化量为mv ,对于乙球动量的变化量为mv-mv′,知甲的动量变化量大于乙球的动量变化量,所以抛出时,人给甲球的冲量比人给乙球的冲量大.故C 正确.故选C .
【考点】动量守恒定律;动量定理
【名师点睛】解决本题的关键掌握动量守恒定律和动量定理,并能灵活运用.运用动量守恒定律时注意速度的方向,即列方程之前要规定正方向。
9.如图所示,质量分别为m 和2m 的A 、B 两个木块间用轻弹簧相连,放在光滑水平面上,A 靠紧竖直墙.用水平力F 将B 向左压,使弹簧被压缩一定长度,静止后弹簧储存的弹性势能为E .这时突然撤去F ,关于A 、B 和弹簧组成的系统,下列说法中正确的是( )
A .撤去F 后,系统动量守恒,机械能守恒
B .撤去F 后,A 离开竖直墙前,系统动量不守恒,机械能守恒
C .撤去F 后,A 离开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为E
D .撤去F 后,A 离开竖直墙后,弹簧的弹性势能最大值为E/3 【答案】BD
【解析】撤去F 后,A 离开竖直墙前,竖直方向两物体的重力与水平面的支持力平衡,合力为零,而墙对A 有向右的弹力,使系统的动量不守恒.这个过程中,只有弹簧的弹力对B 做功,系统的机械能守恒.A 离开竖直墙后,系统水平方向不受外力,竖直方向外力平衡,则系统的动量守恒,只有弹簧的弹力做功,机械能也守恒.故A 错误,B 正确.撤去F 后,A 离开竖直墙后,当两物体速度相同时,弹簧伸长最长或压缩最短,弹性势能最大.设两物体相同速度为v ,A 离开墙时,B 的速度为v 0.根据动量守恒和机械能守恒得2mv 0=3mv ,E=•3mv 2+E P ,又
E=
•2mv 02联立得到,弹簧的弹性势能最大值为E P =E .故C 错误,D 正确.故选BD .
【考点】动量守恒和机械能守恒
【名师点睛】本题考查动量守恒和机械能守恒的判断和应用能力.动量是否守恒要看研究的过程,系统动量守恒的条件:系统不受外力或所受合外力为零;A 离开竖直墙后,当两物体速度相同时,弹簧伸长最长或压缩最短,弹性势能最大;要细化过程分析,不能笼统。
10.长木板A 放在光滑的水平面上,质量为m=2kg 的另一物体B 以水平速度v 0=2m/s 滑上原来静止的长木板A 的表面,由于A 、B 间存在摩擦,之后A 、B 速度随时间变化情况如图所示,则下列说法正确的是( )
A .木板获得的动能为2J
B .系统损失的机械能为1J
C .木板A 的最小长度为1m
D .A 、B 间的动摩擦因数为0.1 【答案】CD
【解析】从图可以看出,B 做匀减速运动,A 做匀加速运动,最后一起做匀速运动,共同速度为1m/s .木板获得的动能为 E kA =
mv 2=
×2×12=1J ,故A 错误;系统损失的机械能△E=
mv 02-×2mv 2=
×2×22-2×12=2J ,故B
错误;由图象可知1s 内物体B 的位移为
,木板A 的位移为 x A =
×1×1m=0.5m ,所以木板
最小长度为 L=x B -x A =1m ,故C 正确;由图象可知木板A 的加速度为,根据μm B g=m A a A 得出动摩
擦因数为0.1,故D 正确.故选CD .
【考点】v-t 图线;牛顿第二定律;能量守恒定律
【名师点睛】此题综合考查v-t 图线、牛顿第二定律以及能量守恒定律的应用;加速度是联系力和运动的桥梁,根据v-t 图象得出物体运动特征,并根据牛顿运动定律求解受力和运动情况是解决本题的关键。
11.如图所示,某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V ,输出的电功率为50 kW ,用电阻为3 Ω的输电线向远处送电,要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220 V 供用户使用(两个变压器均为理想变压器).对整个送电过程,下列说法正确的是 ( )
A .输电线上的损失功率为300 W
B .升压变压器的匝数比为1∶100
C .输电线上的电流为10A
D .降压变压器的输入电压为4970 V
【答案】ACD
【解析】根据P 损=0.6%P=I 22R 得输电线上损失的功率为:P 损=300W ,输电线上的电流为:I 2=10A .故A 正确,C 正确.升压变压器原线圈的输入电流为:
,则升压变压器的匝数之比为:
.故B 错误.输电线上损失的电压为:△U=I 2R=10×3V=30V ,升压变压器的输出电压为:
U 2=10U 1=5000V ,则降压变压器的输入电压为:U 3=U 2-△U=5000-30=4970V ,故D 正确。
【考点】远距离输电
【名师点睛】解决本题的关键知道:1、变压器原副线圈的电压比、电流比与匝数比的关系;2、知道升压变压器的输出电压、电压损失、降压变压器的输入电压之间的关系。
二、实验题
1.某次光电效应实验中,得到的遏止电压u C 与入射光的频率ν的关系如图所示,若该直线的斜率和截距分别为k 和b ,电子电荷量的绝对值为e ,则普朗克常量可表示为 ,所用材料的逸出功可表示为 。
【答案】ek ;-eb
【解析】根据爱因斯坦光电效应方程E K =hγ-W ,任何一种金属的逸出功W 一定,说明E K 随频率f 的变化而变化,且是线性关系(与y=ax+b 类似),直线的斜率等于普朗克恒量,由于:E k =eU e 所以:eU e =hγ-W ,由图可得U e =kγ+(-b );其中-b 表示直线在y 轴上的截距,整理得:h=ek ;E k =hf-W ,E K =0时有hγ0-W=0,所以逸出功W=-eb 。
【考点】爱因斯坦光电效应方程 【名师点睛】
2.用如图甲所示的气垫导轨来验证动量守恒定律,用频闪照相机闪光4次拍得照片如图乙所示,已知闪光时间间隔为Δt =0.02 s ,闪光本身持续时间极短,已知在这4次闪光的时间内A 、B 均在0~80 cm 范围内且第一次闪光时,A 恰好过x =55 cm 处,B 恰好过x =70 cm 处,则由图可知: (1)两滑块在x =________cm 处相碰.
(2)两滑块在第一次闪光后t =________s 时发生碰撞.
(3)若碰撞过程中满足动量守恒,则A 、B 两滑块的质量比为____________.
【答案】(1)60;(2)0.01(3)2:3
【解析】(1)碰撞发生在第1、2两次闪光时刻之间,碰撞后B 静止,故碰撞发生在x=60cm 处.
(2)碰撞后A 向左做匀速运动,设其速度为v A ′,所以v A ′•△t=20, 碰撞到第二次闪光时A 向左运动10cm ,时间为t′,有v A ′•t′=10,第一次闪光到发生碰撞时间为t ,有t+t′=△t ,得
(3)碰撞前,A 的速度大小为:
;B 的速度大小为
;碰撞后,A 的速度
取向左为正方向,则由动量守恒定律可知:m A v′A =m A v A -m B v B ,解得:m A :m B =2:3。
【考点】动量守恒定律
【名师点睛】本题通过图象考查动量守恒定律的验证实验,主要考查了同学们读图的能力,要能从图象中得出有效信息,才能正确利用物理规律求解。
三、计算题
1.如图所示,有两个质量相同的小球A 和B (大小不计),A 球用细绳吊起,细绳长度等于悬点距地面的高度,B 球静止放于悬点正下方的地面上,现将A 球拉到距地面高度为h 处由静止释放,摆动到最低点与B 球碰撞后粘在一起共同上摆,则它们升起的最大高度为多少?
【答案】h
【解析】 A球下摆过程机械能守恒,由机械能守恒定律得:mgh=mv2,
解得:,
两球碰撞过程系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv=(m+m)v′,
解得:,根据机械能守恒定律可知:2mgh
m =2mv/2,解得h
m
=h。
【考点】动量守恒定律;机械能守恒定律
【名师点睛】本题考查了求碰撞后的最大高度,分析清楚小球的运动过程,应用动量守恒定律、机械能守恒定律与能量守恒定律即可解题,两球刚刚碰撞完毕时两球的共同速度最大。
2.质量为m=0.5kg的弹性球,从H=1.25m高处自由下落,与地板碰撞后回跳高度为h=0.8m。
设碰撞时间为t=0.1s,取g="10" m/s2,求地板对小球的平均冲力F大小?
【答案】50N
【解析】设小球刚落到软垫瞬间的速度为v.对小球自由下落的过程,由机械能守恒可得:mgh=mv2;有:
,同理可求,反弹的速度v'=4m/s;选取小球接触钢板的过程为研究过程,取向下为正方向.设钢板对小球的平均作用力为F,由动量定理有:(mg-F)t=mv′-mv,得:
;由牛顿第三定律可求得钢板对小球的作用力大小为50N
【考点】动量定理;机械能守恒定律的应用
【名师点睛】本题考查动量定理的应用,根据动量定理求解作用力,要注意研究过程的选取,本题也选小球从开始下落到最低点整个过程研究。
3.质量为M=2m的小物块A静止在离地面高h=0.8m的水平桌面的边缘,质量为m的小物块B沿桌面向A运动并以速度v
o
=8m/s与之发生碰撞(碰撞时间极短)碰后A离开桌面,其落地点离出发点的水平位移L=2m,碰后B 反向运动且始终在桌面上,求B后退的距离。
(已知B与桌面间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度为
g=10m/s2)
【答案】2m
【解析】(1)设A、B碰后的瞬时速度大小分别是V和v,由动量守恒定律有:mv
=MV-mv
对于A的平抛运动,有:L=V•T,h=gT2
解得:,代入数据解得V=5m/s,v=2m/s
设B球后退最大距离为S,则由动能定理,有μmgs=mv2,S=2m
【考点】动量守恒定律;动能定理;平抛运动
【名师点睛】该题涉及碰撞中的动量守恒、平抛运动和匀减速运动的三个过程,过程多,而情景都比较简单.关键是在每一个过程中都能选择合适的物理规律列方程解答;属于中档题目。
4.在光滑水平面上静止有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙,滑块CD上表面是光滑的圆
弧,他们紧靠在一起,如图所示。
一个可视为质点的物块P,质量也为m,它从木板AB的右端以初速度v
滑上木板,过B点时速度为,然后又滑上滑块CD,最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处.若物体P与木板AB
间的动摩擦因数为μ,求:
(1)物块滑到B处时木板AB的速度v
1
的大小;
(2)木板AB的长度L;。