精品解析:辽宁省东北育才学校2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题
2024-06-18
|
2份
|
24页
|
1294人阅读
|
45人下载
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期中 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 辽宁省 |
| 地区(市) | 沈阳市 |
| 地区(区县) | 浑南区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.82 MB |
| 发布时间 | 2024-06-18 |
| 更新时间 | 2026-04-18 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-06-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/45840389.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2023—2024学年度下学期
高一年级物理科期中考试试卷
答题时间:75分钟 满分:100分 命题人:高一物理组
一、选择题(本题共10小题,共46分。第1-7小题为单选,每小题4分,第8-10小题多选每小题6分,选对但不全得3分,有选错的得0分)
1. 如图,汽车定速巡航(即速率不变)通过路面,时刻经过b,时刻经过c,时刻经过d.若汽车行驶过程所受空气阻力和摩擦阻力的大小不变,则该过程汽车的功率P随时间t变化的图像是( )
A. B.
C. D.
2. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证( )
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的
D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
3. 足够长的水平传送带始终以恒定速度匀速运动,某时刻一个质量为的小物块由静止放到传送带上,在小物块与传送带间发生相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物块做的功为,小物块与传送带因摩擦产生的热量为,则下列的判断中正确的是( )
A. B.
C. D.
4. 如图所示,在发射地球静止卫星的过程中,使卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ,然后在Q点改变卫星速度,再使卫星进入地球同步轨道Ⅱ。以下判断正确的是( )
A. 在轨道Ⅰ上通过Q点的速度小于轨道Ⅱ上通过Q点的速度
B. 在轨道Ⅰ上,卫星在P点的加速度等于在Q点的加速度
C. 该卫星在轨道Ⅱ上运行时的机械能小于在轨道Ⅰ上运行时的机械能
D. 卫星由轨道Ⅰ变轨进入轨道Ⅱ,需在Q点点火向速度的方向喷气
5. 扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离仓,分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流,从而将谷物中的秕粒a(秕粒为不饱满的谷粒,质量较轻)和饱粒b分开。若所有谷粒进入分离仓时,在水平方向获得的动量相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力可视为相同。下图中虚线分别表示a、b谷粒的轨迹,、为相应谷粒所受的合外力。下列四幅图中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 如图所示,一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球A和B,B球的质量是A球的3倍。用手托住B球,使轻绳拉紧,A球静止于地面,不计空气阻力、定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦。已知重力加速度为g。由静止释放B球,到B球落地前的过程中,下列说法正确的是( )
A. B球重力势能的减少量等于两球动能的增加量
B. 轻绳拉力对A球做的功等于A球动能的增加量
C. B球重力势能的减少量大于A球机械能的增加量
D. 轻绳拉力对两小球的总冲量为零
7. 如图所示,在水平面上放置一半径为R的半圆槽,半圆槽的左、右最高点A、B在同一水平线上,最低点为C,现让一个小球从槽右侧最高点B无初速释放。已知小球和半圆槽的质量分别为m和2m,不计小球与半圆槽和半圆槽与水平地面之间的摩擦,当地的重力加速度为g。则( )
A. 小球向左运动不能达到A点 B. 半圆槽向右运动的最大距离为
C. 半圆槽的运动速度大小可能为 D. 小球经过C点时对半圆槽的压力大小为
8. 设某双星系统中的、两星球绕其连线上的某固定点做匀速圆周运动,如图所示,现测得两星球球心之间的距离为,运动周期为,已知引力常量为,若,则( )
A. 两星球的总质量等于
B. 星球的向心力大于星球的向心力
C. 星球的线速度一定小于星球的线速度
D. 双星的质量一定,双星之间的距离减小,其转动周期减小
9. 某物体以初动能冲上一足够长斜面,再次回到出发点时,其动能为,若使物体以的初动能第二次冲上斜面,则从第二次冲上斜面到其再次返回出发点的过程中,以下说法正确的是( )
A. 第二次运动的总路程是第一次的两倍
B. 第二次运动回到出发点时,速度是第一次回到出发点的两倍
C. 第二次运动回到出发点时,动能为
D. 第二次运动到达最高点时,其机械能为(以出发点所在平面为参考平面)
10. 如图所示,半径为、竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接,不计一切摩擦。圆心点正下方放置质量为的小球,质量为的小球以初速度向左运动,与小球发生弹性碰撞。碰后小球在半圆形轨道运动时不脱离轨道,则小球的初速度可能为,重力加速度为( )
A. B. C. D.
二、实验题(本大题共2小题,每空2分,共14分)
11. 在验证“机械能守恒定律”的实验中,已知重物质量,打点计时器所用的电源频率为,当地重力加速度取,若打出的纸带前段不清楚,但从A到E是清楚的,数据如下图所示,单位是厘米,据此可以根据B点到D点的重力势能变化量和动能变化量的比较,验证重物下落的过程中机械能是否守恒,则:
(1)___________。(保留3位有效数字)
(2)B点到D点的重力势能减少量___________。(保留2位有效数字)
(3)B点到D点的动能增加量___________J。(保留2位有效数字)
(4)得到的结论是:___________。
12. 为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”,某同学用如图所示的装置依次进行了如下的实验操作:
I.将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;
Ⅱ.将木板向右平移适当的距离固定,再使小球a从原固定点处由静止释放,撞到木板上得到痕迹B。
Ⅲ.把半径与a相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从原固定点处由静止释放,和小球b相碰后,两球撞在木板上得到痕迹A和C;
Ⅳ.用天平测得a、b两小球的质量分别为、,用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的距离分别为、、。
根据上述实验过程,回答:
(1)所选用的两小球质量关系应为___________,半径关系应为___________。(填“”“”或“”)
(2)用实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒,其表达式为___________。
三、计算题(本大题共3小题,共40分。其中13题10分,14题16分,15题14分)
13. 如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角θ=37°的斜轨道BC平滑连接而成。质量m=0.1kg的小滑块从弧形轨道离地高H=1.0m处静止释放。已知R=0.2m,LAB=LBC=1.0m,滑块与轨道AB间的动摩擦因数为μ1=0.25,与轨道BC间的动摩擦因数均为μ2=0.5,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑,忽略空气阻力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)求滑块运动到圆的最高点D对轨道的压力大小;
(2)求滑块到达B点时的动能;
(3)求物体最终停在何处,离B点有多远。
14. 如图,质量为3m,足够长的长木板A放在光滑水平面上,质量为3m的铁块B放在长木板A的上表面左端,质量为m的小球C用长为R的细线悬于O点。将小球C拉至与O等高的位置,细线伸直,由静止释放,小球C运动到最低点时刚好沿水平方向与铁块B发生弹性碰撞,碰撞后铁块B在长木板上表面向右滑动。已知铁块B与长木板A上表面的动摩擦因数为0.3,铁块B、小球C均看作质点,重力加速度为g。求:
(1)小球C与铁块B碰撞前一瞬间小球的速度大小;
(2)小球C与铁块B碰撞后一瞬间,铁块B的速度大小;
(3)最终铁块B与长木板A相对静止时因摩擦产生的热量Q。
15. 如图所示,在平静的湖面上有一小船以速度匀速行驶,人和船的总质量为M=200kg,船上另载有N=20个完全相同的小球,每个小球的质量为m=5kg.人站立船头,沿着船的前进方向、每隔一段相同的时间水平抛出一个小球,不计水的阻力和空气的阻力.
(1)如果每次都是以相对于湖岸的速度v=6m/s抛出小球,试计算出第一个小球抛出后小船的速度大小和抛出第几个球后船的速度反向?
(2)如果每次都是以相对于小船的速度v=6m/s抛出小球,试问抛出第16个小球可以使船的速度改变多少?
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
2023—2024学年度下学期
高一年级物理科期中考试试卷
答题时间:75分钟 满分:100分 命题人:高一物理组
一、选择题(本题共10小题,共46分。第1-7小题为单选,每小题4分,第8-10小题多选每小题6分,选对但不全得3分,有选错的得0分)
1. 如图,汽车定速巡航(即速率不变)通过路面,时刻经过b,时刻经过c,时刻经过d.若汽车行驶过程所受空气阻力和摩擦阻力的大小不变,则该过程汽车的功率P随时间t变化的图像是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知,汽车运动速率不变,设汽车行驶过程所受空气阻力和摩擦阻力的大小为f,
在段,有
在段,有
在段,有
可知
且、、保持不变,由公式
可知,汽车的功率
且、、保持不变,故选B。
2. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证( )
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的
D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
【答案】B
【解析】
【详解】A.设月球质量为,地球质量为M,苹果质量为,则月球受到的万有引力为
苹果受到的万有引力为
由于月球质量和苹果质量之间的关系未知,故二者之间万有引力的关系无法确定,故选项A错误;
B.根据牛顿第二定律
,
整理可以得到
故选项B正确;
C.在地球表面处
在月球表面处
由于地球、月球本身的半径大小、质量大小关系未知,故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系,故选项C错误;
D由C可知,无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系,故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系,故选项D错误。
故选B。
3. 足够长的水平传送带始终以恒定速度匀速运动,某时刻一个质量为的小物块由静止放到传送带上,在小物块与传送带间发生相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物块做的功为,小物块与传送带因摩擦产生的热量为,则下列的判断中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】CD.对小物块进行分析可知,小物块先在滑动摩擦力作用下做匀加速直线运动,速度增大至与传送带相等时,与传送带保持相对静止做匀速直线运动,此后,小物块没有受到摩擦力作用,对小物块进行受力分析,根据动能定理可知,滑动摩擦力对小物块做的功为
故CD错误;
AB.令小物块加速到与传送带速度相等历时为,则此过程的相对位移为
则小物块与传送带因摩擦产生的热量为
根据上述有
解得
故A正确,B错误。
故选A。
4. 如图所示,在发射地球静止卫星的过程中,使卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ,然后在Q点改变卫星速度,再使卫星进入地球同步轨道Ⅱ。以下判断正确的是( )
A. 在轨道Ⅰ上通过Q点的速度小于轨道Ⅱ上通过Q点的速度
B. 在轨道Ⅰ上,卫星在P点的加速度等于在Q点的加速度
C. 该卫星在轨道Ⅱ上运行时的机械能小于在轨道Ⅰ上运行时的机械能
D. 卫星由轨道Ⅰ变轨进入轨道Ⅱ,需在Q点点火向速度的方向喷气
【答案】A
【解析】
【详解】AD.从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ,卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动,要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力,所以应给卫星加速,即在Q点点火向速度的反方向喷气,所以在轨道Ⅰ上的Q点速度小于在轨道Ⅱ上的Q点的速度,故A正确,D错误;
B.根据牛顿第二定律可知
解得加速度
在轨道I上,卫星在P点的加速度大于在Q点的加速度,故B错误;
C.卫星在轨道Ⅰ上Q点需要喷气加速变到轨道Ⅱ,所以探测器在轨道Ⅱ上的机械能大于在轨道Ⅰ上的机械能,故C错误。
故选A。
5. 扇车在我国西汉时期就已广泛被用来清选谷物。谷物从扇车上端的进谷口进入分离仓,分离仓右端有一鼓风机提供稳定气流,从而将谷物中的秕粒a(秕粒为不饱满的谷粒,质量较轻)和饱粒b分开。若所有谷粒进入分离仓时,在水平方向获得的动量相同。之后所有谷粒受到气流的水平作用力可视为相同。下图中虚线分别表示a、b谷粒的轨迹,、为相应谷粒所受的合外力。下列四幅图中可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】从力的角度看,水平方向的力相等,饱粒b的重力大于秕粒a的重力,如图所示
从运动上看,在水平方向获得的动量相同,饱粒b的水平速度小于秕粒a的水平速度,而从竖直方向上高度相同
运动时间相等
所以
综合可知B正确。
故选B。
6. 如图所示,一条不可伸长的轻绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个小球A和B,B球的质量是A球的3倍。用手托住B球,使轻绳拉紧,A球静止于地面,不计空气阻力、定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦。已知重力加速度为g。由静止释放B球,到B球落地前的过程中,下列说法正确的是( )
A. B球重力势能的减少量等于两球动能的增加量
B. 轻绳拉力对A球做的功等于A球动能的增加量
C. B球重力势能的减少量大于A球机械能的增加量
D. 轻绳拉力对两小球的总冲量为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.B球重力势能的减少量等于两球动能的增加量以及A球重力势能增加量之和,选项A错误;
B. 轻绳拉力对A球做的功以及A球重力对A做功之和等于A球动能的增加量,选项B错误;
C.B球重力势能的减少量等于A球机械能的增加量与B球动能增加量之和,可知B球重力势能的减少量大于A球机械能的增加量,选项C正确;
D.轻绳对两小球的拉力均向上,且拉力的大小和作用时间均不为零,可知总冲量不为零,选项D错误。
故选C。
7. 如图所示,在水平面上放置一半径为R的半圆槽,半圆槽的左、右最高点A、B在同一水平线上,最低点为C,现让一个小球从槽右侧最高点B无初速释放。已知小球和半圆槽的质量分别为m和2m,不计小球与半圆槽和半圆槽与水平地面之间的摩擦,当地的重力加速度为g。则( )
A. 小球向左运动不能达到A点 B. 半圆槽向右运动的最大距离为
C. 半圆槽的运动速度大小可能为 D. 小球经过C点时对半圆槽的压力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A.两物体所构成的系统水平方向动量守恒,运动过程中机械能守恒。小球向左到达最高点时两者共速,设共速时的速度为v,由动量守恒定律有
可得
由机械能守恒定律有
解得
即小球向左能达到的最高点是A。故A错误;
B.由水平方向动量守恒有
可得
同时
可得
故B正确;
C.从B点释放后到C点有
,
解得
,
小球向下滑动时半圆槽加速,小球到最低点时槽的速度是槽能够达到的最大速度。故C错误;
D.小球相对于槽做圆周运动,在最低点槽的加速度为0是惯性参考系,所以有
解得
根据牛顿第三定律可知,小球经过C点时对半圆槽的压力大小为4mg。故D错误。
故选B。
8. 设某双星系统中的、两星球绕其连线上的某固定点做匀速圆周运动,如图所示,现测得两星球球心之间的距离为,运动周期为,已知引力常量为,若,则( )
A. 两星球的总质量等于
B. 星球的向心力大于星球的向心力
C. 星球的线速度一定小于星球的线速度
D. 双星的质量一定,双星之间的距离减小,其转动周期减小
【答案】AD
【解析】
【详解】AD.设A、B星的转动半径分别为、,由万有引力提供向心力,则有
其中
解得
可知双星的质量一定,双星之间的距离减小,其转动周期减小,AD正确;
B.双星由相互间的万有引力提供向心力,由牛顿第三定律可知,星球的向心力大小等于星球的向心力大小,B错误;
C.A、B星的转动角速度为
星球的线速度为
星球的线速度为
由于
则有
可知星球的线速度一定大于星球的线速度,C错误。
故选AD。
9. 某物体以初动能冲上一足够长斜面,再次回到出发点时,其动能为,若使物体以的初动能第二次冲上斜面,则从第二次冲上斜面到其再次返回出发点的过程中,以下说法正确的是( )
A. 第二次运动的总路程是第一次的两倍
B. 第二次运动回到出发点时,速度是第一次回到出发点的两倍
C. 第二次运动回到出发点时,动能为
D. 第二次运动到达最高点时,其机械能为(以出发点所在平面为参考平面)
【答案】AD
【解析】
【详解】A.设以初动能为Ek冲上斜面的初速度为v0,则以初动能为2Ek冲上斜面时,初速度为,加速度相同,根据
可知第二次冲上斜面的位移是第一次的两倍,第二次运动的总路程是第一次的两倍,故A正确;
BC.设第一次沿斜面向上运动的位移为L,根据功能关系有
第二次运动回到出发点时,动能为
第二次运动回到出发点时,速度是第一次回到出发点的倍,故BC错误;
D.第二次运动到达最高点时,其机械能为
故D正确。
故选AD。
10. 如图所示,半径为、竖直放置的半圆形轨道与水平轨道平滑连接,不计一切摩擦。圆心点正下方放置质量为的小球,质量为的小球以初速度向左运动,与小球发生弹性碰撞。碰后小球在半圆形轨道运动时不脱离轨道,则小球的初速度可能为,重力加速度为( )
A. B. C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】根据题意可知,小球B与小球A发生弹性碰撞,设碰撞后小球B的速度为,小球A的速度为,取向左为正方向,由动量守恒定律和能量守恒定律有
解得
由于碰后小球在半圆形轨道运动时不脱离轨道,则小球A未通过与圆心的等高点或通过圆弧最高点,若小球A恰好到达圆心的等高点,由能量守恒定律有
解得
解得
若小球恰好通过圆弧最高点,由能量守恒定律有
由牛顿第二定律有
解得
解得
则碰后小球在半圆形轨道运动时不脱离轨道,小球B的初速度取值范围为
或
故选BC。
二、实验题(本大题共2小题,每空2分,共14分)
11. 在验证“机械能守恒定律”的实验中,已知重物质量,打点计时器所用的电源频率为,当地重力加速度取,若打出的纸带前段不清楚,但从A到E是清楚的,数据如下图所示,单位是厘米,据此可以根据B点到D点的重力势能变化量和动能变化量的比较,验证重物下落的过程中机械能是否守恒,则:
(1)___________。(保留3位有效数字)
(2)B点到D点的重力势能减少量___________。(保留2位有效数字)
(3)B点到D点的动能增加量___________J。(保留2位有效数字)
(4)得到的结论是:___________。
【答案】(1)1.17
(2)0.53 (3)0.49
(4)误差范围内重物下落的过程中机械能守恒
【解析】
【小问1详解】
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则有
【小问2详解】
B点到D点的重力势能减少量
【小问3详解】
根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度,则有
B点到D点的动能增加量为
【小问4详解】
由于减少的重力势能与增加的动能很接近,所以得到的结论是:误差范围内重物下落的过程中机械能守恒。
12. 为验证“两小球碰撞过程中动量守恒”,某同学用如图所示的装置依次进行了如下的实验操作:
I.将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处,使小球a从斜槽轨道上某固定点处由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;
Ⅱ.将木板向右平移适当的距离固定,再使小球a从原固定点处由静止释放,撞到木板上得到痕迹B。
Ⅲ.把半径与a相同的小球b静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球a仍从原固定点处由静止释放,和小球b相碰后,两球撞在木板上得到痕迹A和C;
Ⅳ.用天平测得a、b两小球的质量分别为、,用刻度尺测量纸上O点到A、B、C三点的距离分别为、、。
根据上述实验过程,回答:
(1)所选用的两小球质量关系应为___________,半径关系应为___________。(填“”“”或“”)
(2)用实验中所测得的量来验证两小球碰撞过程动量守恒,其表达式为___________。
【答案】(1) ①. > ②. =
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]为了保证碰撞后小球a不反弹,所选用的两小球质量关系应为>。
[2]为了保证两小球发生对心碰撞,半径关系应为=。
【小问2详解】
小球做平抛运动,可得
解得
若碰撞前后,系统水平方向动量守恒,则有
可得
解得
三、计算题(本大题共3小题,共40分。其中13题10分,14题16分,15题14分)
13. 如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角θ=37°的斜轨道BC平滑连接而成。质量m=0.1kg的小滑块从弧形轨道离地高H=1.0m处静止释放。已知R=0.2m,LAB=LBC=1.0m,滑块与轨道AB间的动摩擦因数为μ1=0.25,与轨道BC间的动摩擦因数均为μ2=0.5,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑,忽略空气阻力。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)求滑块运动到圆的最高点D对轨道的压力大小;
(2)求滑块到达B点时的动能;
(3)求物体最终停在何处,离B点有多远。
【答案】(1)5N;(2)0.75J;(3)0.6m
【解析】
【详解】(1)滑块从开始下滑到到达轨道D点时由机械能守恒定律
在D点时
解得
FND=5N
(2)滑块从开始下滑到到达B点时由动能定理
解得
EkB=0.75J
(3)滑块滑上斜面后到达最高点时满足
解得
x=0.75m
然后下滑到水平面时
解得
物体最终停在离B点0.6m远的位置。
14. 如图,质量为3m,足够长的长木板A放在光滑水平面上,质量为3m的铁块B放在长木板A的上表面左端,质量为m的小球C用长为R的细线悬于O点。将小球C拉至与O等高的位置,细线伸直,由静止释放,小球C运动到最低点时刚好沿水平方向与铁块B发生弹性碰撞,碰撞后铁块B在长木板上表面向右滑动。已知铁块B与长木板A上表面的动摩擦因数为0.3,铁块B、小球C均看作质点,重力加速度为g。求:
(1)小球C与铁块B碰撞前一瞬间小球的速度大小;
(2)小球C与铁块B碰撞后一瞬间,铁块B的速度大小;
(3)最终铁块B与长木板A相对静止时因摩擦产生的热量Q。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小球C从静止释放到与铁块B碰撞前一瞬间,根据机械能守恒可得
解得
(2)小球C与铁块B发生弹性碰撞,根据动量守恒可得
根据机械能守恒可得
联立,解得
(3)碰撞后铁块B在长木板上表面向右滑动,铁块B做匀减速直线运动,长木板A做匀加速直线运动,铁块B与长木板A最终达到共速相对静止,根据动量守恒可得
解得
根据能量守恒定律可得
解得
15. 如图所示,在平静的湖面上有一小船以速度匀速行驶,人和船的总质量为M=200kg,船上另载有N=20个完全相同的小球,每个小球的质量为m=5kg.人站立船头,沿着船的前进方向、每隔一段相同的时间水平抛出一个小球,不计水的阻力和空气的阻力.
(1)如果每次都是以相对于湖岸的速度v=6m/s抛出小球,试计算出第一个小球抛出后小船的速度大小和抛出第几个球后船的速度反向?
(2)如果每次都是以相对于小船的速度v=6m/s抛出小球,试问抛出第16个小球可以使船的速度改变多少?
【答案】(1)m/s,11
(2)
【解析】
【小问1详解】
人抛出第一个球前后,对船、人、20个球整体分析,由动量守恒定律可得
代入数据得
=m/s
即抛出第一个小球后,船的速度为=m/s;
设抛出第n个球时,有
联立上式可推得
代入数据得
=
当<0,即船反向,有
、或、
得
10<n<60
即当抛出第11个小球时船反向。
【小问2详解】
设第16次抛出小球时,小船的原来对地速度为,抛出后小船的对地速度为,因小球是相对于小船的速度v=6m/s抛出,抛出后小球对地的速度,由动量守恒定律可得
代入数据可得
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。