(1)启动转盘,转速缓慢增大,求A、D以及B、E之间恰好无压力时的细绳的拉力及转盘的角速度;
(2)停下转盘后,将C物块置于圆心O处,并将A、B向外测移动使轻绳水平拉直,然后无初速度释放A、B、C物块构成的系统,求A、D以及B、E相碰前瞬间C物块的速度; (3)碰前瞬间解除对D、E物块的锁定,若A、D以及B、E一经碰撞就会粘在一起,且碰撞时间极短,求碰后C物块的速度. 【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】试题分析:AB在细绳拉力作用下做,做匀速圆周运动。C在拉力作用下处于平衡态,结合轻绳上的拉力大小相等可求细绳的拉力及转盘的角速度;轻绳水平拉直,然后无初速度释放,A、B、C物块构成的系统机械能守恒,结合关联速度的知识,可求C物块的速度;碰前瞬间解除对D、E物块的锁定,由动量定理可求C物块的速度。 (1)C物块保持静止故对A、B两个物块角速度
,
,
(2)设碰前A、B速度大小为,C的速度大小为, 由绳长不变可知:
系统下落过程中机械能守恒: 由几何关系h=0.8m 得:
(3)设碰后A、D的速度大小为 ,C的速度大小为 由绳长不变
设绳上拉力的冲量大小为I,由于碰撞时间极短,绳子拉力远大于重力。 对C物块运用动量定理:
对A、D运用动量定理: 得:
【点睛】解决本题关键:(1)利用系统机械能守恒定律,解决绳子连接的问题时,注意绳两端速度的分解;(2)熟练应用动量定理解决相关问题。
(二)选考题(共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选-题做答。如果多做,则每学科按所做的第一题计分) 13. 【物理一选修3-4】
(1)如图(a),在xy平面内有两个沿z方向做简谐振动的波源S1(0,4)和S2(0,-2)。两波源的振动图线如图(b),两列波的波速为2m/s,波长为______m,两列波从波源传播到点A(8,-2),引起的振动相互______(选填“加强”或“减弱”)。
(2)很大的池子里有足够深的某种液体,液面下有一点光源。
①若发现点光源照亮的面积正在变大,则点光源是正在下沉还是上浮?
②若点光源在液面下沿竖直方向以3m/的速度匀速运动,测得液面被照亮的圆面的半径正以4m/s的速度均匀变化,求该池子里液体的折射率。
【答案】 (1). 加强 (2). ①点光源照亮水面的面积正在变大说明点光源正在下沉 ②
可得:
,
【解析】(1)由图b可知,周期T=2s,由公式由图可知,路程差为以B点的振动加强点;
,为半波长的整数倍,由于两波的振动完全相同,所
(2)解:①点光源照亮水面的面积正在变大说明点光源正在下沉;
②假设点光源正在下沉,因为下沉速度为3m/s ,圆面半径变化为4m/s ,所以在1s时间内,点光源下沉3m,而液面被照亮的圆面半径向右移动4m;作出光路图,如图所示
临界角为θ,则tanθ=, sinθ= 所以该液体的折射率n=
=1.25