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二、实验题(2×5=10分) 17、如图所示,游标卡尺的读数为 cm 18、如下面左图所示电路是测量电流表内阻的实物连接图,请根据实物连接图在右侧线图框内画出测量电流表内阻的电路图。
三、计算题 19、(10分)人们常说“滴水穿石”,请你根据下面所提供的信息,估算水对石头的冲击力的大小。 一瀑布落差为h=20m,水流量为Q=0.10m3/s,水的密度ρ=1.Oxl03kg/m3,水在最高点和落至石头上后的速度都认为是零。(落在石头上的水立即流走,在讨论石头对水作用时可以不考虑水的重力,g取10m/s2) 20、(14分)在一次“模拟微重力环境”的实验中,实验人员乘座实验飞艇到达6000m的高空,然后让其由静止下落,下落过程中飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍,实验人员可以在飞艇内进行微重力影响的实验,当飞船下落到距地面的高度为3000m时,开始做匀减速运动,以保证飞艇离地面的高度不得低于500m,重力加速度g恒取10m/s2. 试计算: (1)飞艇加速下落的时间 (2)飞艇匀减速运动时的加速度不得小于多少?
(1)瞬时冲量使小车获得的动能 (2)物体B的最大速度? (3)在A与B相互作用过程中系统增加的内能?(g=10m/s2) 答案
| 1
| 2
| 3
| 4
| 5
| 6
| 7
| 8
| B
| D
| D
| AB
| A
| C
| A
| BD
| 9
| 10
| 11
| 12
| 13
| 14
| 15
| 16
| D
| D
| ABC
| B
| AD
| C
| C
| A |
17、5.015
18、
19、2.0xlO3N
20、解析:本题是一个牛顿第二定律与运动学综合的常规题,受力分析也不复杂,要害是要把握好两个运动过程之间的联系,知道第一阶段匀加速运动的末速度就是第二阶段匀减速运动的初速度,能够把“飞船离地面的高度不低于500m”准确的理解为末速度为零的匀减速运动。
(1)设飞艇加速下落的加速度为a1 ,
由牛顿第二定律得:mg-f=ma1
解得a1= =9.6m/s2
加速下落的高度为h1=6000-3000=3000m,
h1 = a1t 2
加速下落的时间为
(2)飞艇开始做减速运动时的速度为
v= a1t=240m/s
匀减速下落的最大高度为
h2 =3000-500=2500m
要使飞艇在下降到离地面500m时速度为零,飞艇减速时的加速度a2至少应为
a2= =11.5m/s2
21、解析:(1)瞬时冲量和碰撞是一样的,由于作用时间极短,可以忽略较小的外力的影响,而且认为,冲量结束后物体B的速度仍为零.冲量是物体动量变化的原因,根据动量定理即可求的小车获得的速度,进而求出小车的动能.
I=Mv, v=I/M=13m/s, E=Mv2/2=169J
(2)要想得知物体B的速度何时最大,就要对瞬时冲量结束后A、B物体相互作用的过程做一个较具体的分析。小车A获得水平向右的初速度后,由于A、B之间的摩擦,A向右减速运动,B向左加速运动,同时由于罗伦兹力的影响A、B之间的摩擦也发生变化,设A、B刚分离时速度为vB
qvBB=mg
即 vB=mg/Bq=10m/s
若A 、B能相对静止,设共同速度为V,
由Mv0=(M+m)V
V=10.8m/s,
因vB<V说明A、B在没有达到共同速度前就分离了
所以,B的最大速度为 vB=10m/s
这一步的要害就是对两个临界状态进行分析和比较,最后确定B的最大速度。假如题中条件I=20N﹒s,将得出vB>V,就说明A、B在没有分离前就达到了共同速度.则共同速度V就是B的最大速度,因为,A、B在达到共同速度后速度不再发生变化,也就不会再分离。做过这个题目后,对本题的分析和反思时应该想到这一步。
(3) 由于罗伦兹力的影响A、B之间的摩擦力逐渐减少,因此无法用Q=fs相对求摩擦产生的热量,只能根据机械能的减少等于内能的增加来求解。
由于B物体在达到最大速度时,两个物体已经分离,就要根据动量守恒定律求这时A的速度,设当物体B的速度最大时物体A的速度为vA
A、B系统动量守:Mv0=MvA+mvB
∴ vA=(Mv0-mvB)/M=11m/s
Q=ΔE=Mv02/2-MvA2/2-mvB2/2=28J
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