題目列表(包括答案和解析)
s2g |
4(h+LB) |
mALA2 |
LB2 |
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4(h+LB) |
mALA2 |
LB2 |
(7分)某同學(xué)想利用古代拋石機(jī)的模型驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒定律,如圖所示,一輕桿可繞固定于水平地面的豎直支架上的轉(zhuǎn)動軸O轉(zhuǎn)動,輕桿左端固定一小球A,輕桿右端的勺形槽內(nèi)放置另一小球B。當(dāng)將輕桿由靜止釋放后,A球向下運(yùn)動可帶動輕桿逆時針轉(zhuǎn)動,直到輕桿到達(dá)豎直位置時,B球被水平拋出。實(shí)驗(yàn)前已測得小球A、B的質(zhì)量分別為mA、mB,A、B的球心離O的距離分別為LA、LB,轉(zhuǎn)軸O離地面的高度為h0,已知重力加速度為g。
(1)該同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)時,將輕桿從水平位置無初速釋放,則從釋放到B球剛被拋出的過程中,系統(tǒng)勢能的減少量為 ;B球落地后,測得B球落地點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離為s,則由此可知,從釋放到B球剛被拋出的過程中,系統(tǒng)動能的增加量為 。
(2)(多選題)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,可采取的措施有( 。
(A)盡量減小B球的質(zhì)量
(B)選用硬度較高的輕桿
(C)盡量減小轉(zhuǎn)軸O處的摩擦
(D)在同一高度多次釋放A球的前提下,取B球的平均落點(diǎn),然后測量s
(3)為進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)精度,也可多次改變A球釋放的初始位置,如圖所示。測出A球離地高度h及對應(yīng)的B球落地點(diǎn)與O點(diǎn)的水平距離s,然后根據(jù)測量數(shù)據(jù)作 圖像,若得到一條過原點(diǎn)的直線,也可證明系統(tǒng)機(jī)械能守恒。
一 選擇題
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
D
A
BC
ABC
ACD
BCD
AB
AC
ABD
二 實(shí)驗(yàn)題
11.(1)BCD (2)BCD
(3) g(MALA-MBLB) 大于
三 計(jì)算題
12. 1)對A動能定理 2分
對B動能定理 2分
兩式解得 2分
2)對B繼續(xù)上升動能定理 2分
解得 2分
13. 1)系統(tǒng)動量定理有 解得 4分
2)對m有 1分
撤去F前 1分
對m動能定理 2分
對M動能定理 2分
兩者相對位移大小等于板長
解得 2分
14.1)小孩進(jìn)入軌道時,速度的豎直分量為 2分
合速度與水平方向夾角為,則 2分
兩式解得 2分
2)小孩運(yùn)動到最低點(diǎn),高度下降 1分
機(jī)械能守恒定律有 2分
圓周運(yùn)動有 1分
三式解得 2分
15.1)每次子彈與靶盒作用的極短時間內(nèi)系統(tǒng)動量守恒,靶盒返回O點(diǎn)時速度等大反向,第偶數(shù)顆子彈射入后靶盒停止
第三顆子彈射入后靶盒速度為 2分
代入數(shù)據(jù)解得 2分
2)由系統(tǒng)的能量守恒有 3分
解得 2分
3)設(shè)第n顆子彈射入后靶盒的速度 2分
靶盒O點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為S 動能定理有 2分
靶盒與發(fā)射器不碰撞 2分
以上三式解得
考慮到靶盒最終要運(yùn)動,n必須是奇數(shù)。
所以,至少15顆子彈射入靶盒后,靶盒在運(yùn)動的過程中不與發(fā)射器碰撞。 3分
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