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题型:简答题
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简答题

粗糙水平地面与光滑半圆形轨道连接,两个小球A、B可视为质点,最初A、B两球静止在半圆形轨道圆心O的正下方,如图所示。若A、B球之间夹有一小块炸药,炸药爆炸后,小球A恰能经过半圆形轨道的最高点,B球到达的最远位置恰好是A球在水平地面上的落点;已知粗糙水平地面与B球之间的摩擦因数为0.2,求A、B两球的质量之比。

正确答案

设A、B球的质量分别为mAmB,炸药爆炸后的速度分别为vAvB, A球到达半圆形轨道最高点时的速度为vC,半圆形轨道半经为R。A球离开C点做平抛运动的时间为t,B球在水平面上移动的距离为S。则:

炸药爆炸过程由动量守恒定律得:

  ①

A球由最低点上升到C的过程,由机械能守恒定律得:

 ②

A球在最高点C,由圆周运动向心力公式得:

  ③

A球做平抛运动,由平抛运动规律得:

      ④

B球在水平方向的运动,由动能定理得:

  ⑤

联立①②③④⑤并代入数据解得: 

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题型:简答题
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简答题

如图(甲)所示,质量为M、长L=1.0m、右端带有竖直挡板的木板B,静止在光滑水平面上.质量为m的小木块(可视为质点)A,以水平速度滑上B的左端,在右端与B碰撞后,最后恰好滑回木板B的左端. 已知=3,并且在A与挡板碰撞时无机械能损失,忽略碰撞时间,取g=10m/s2,求:

(1)木块A与木板B间的动摩擦因数;

(2)在图(乙)所给坐标系中,画出此过程中B对地的速度——时间图线.

正确答案

(1)    

(2)

(1)A、B共同运动时速度相等……………………①

木块A运动到B的右端时速度为,木板B的速度为V1,木板发生位移为

………………………………………②

木块A与B碰撞后速度为,木板B的速度为V2,A运动到B的左端时,B发生位移为

………………………………………③

由于碰撞前后机械能守恒

……………………………………④

…………………………………………………………⑤

(2)A运动到B的过程中…………………………⑥

    

………………………………………………………⑦

(舍去,此时

…………………………………………⑧

AB碰撞的过程中

…………………………………………⑨

      AB碰撞后B做匀减速运动,

A到达B的左端时经历时间为

…………………⑩

B对地的图线如图所示.

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题型:简答题
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简答题

(16分)质量为m=0.5kg、可视为质点的小滑块,从光滑斜面上高h0=0.6m的A点由静止开始自由滑下。已知斜面AB与水平面BC在B处通过一小圆弧光滑连接。长为x0=0.5m的水平面BC与滑块之间的动摩擦因数μ=0.3,C点右侧有4级台阶(台阶编号如图所示),D点右侧是足够长的水平面。每级台阶的高度均为h=0.2m,宽均为L=0.4m。(设滑块从C点滑出后与地面或台阶碰撞后不再弹起)。求:

(1)滑块经过B点时的速度vB

(2)滑块从B点运动到C点所经历的时间tBC

(3)小球从C点抛出后直接落在P点,P点在哪个台阶上?平抛运动的时间t及水平距离xCP分别时多少?

正确答案

(1)(2)0.155s(3) 

(16分) 

(1)斜面AB上下滑,机械能守恒:,               (2分)

                (2分)

(2)动能定理:,                        (2分)

                (1分)

牛顿定律: ,                 (2分)

                                      (1分)

(3)假定无台阶,滑块直接落在地上,s=0.4s,

水平位移

恰好等于3L(也就是恰好落在图中的D点),因此滑块会撞到台阶上。     (1分)

当滑块下落高度为2h时,s=0.283s,水平位移,大于2L,所以也不会撞到第①、②台阶上,而只能落在第③级台阶上。        (1分)

则有                           (2分)

                        (2分)

本题考查的是对力学综合的问题的计算,首先利用机械能守恒定律计算出滑下的速度;根据动能定理和牛顿定律计算出又B到C的时间;利用平抛运动的规律可以计算出相应的结果;

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在距水平地面高的水平桌面一端的边缘放置一个质量的木块,桌面的另一端有一块质量的木块以初速度开始向着木块滑动,经过时间发生碰撞,碰后两木块都落到地面上。木块离开桌面后落到地面上的点。设两木块均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知点距桌面边缘的水平距离,木块A与桌面间的动摩擦因数,重力加速度取。求:

(1)两木块碰撞前瞬间,木块的速度大小;

(2)木块离开桌面时的速度大小;

(3)碰撞过程中损失的机械能。

正确答案

(1) (2)v2=1.5m/s   (3)

试题分析:(1)木块A在桌面上受到滑动摩擦力作用做匀减速运动,根据牛顿第二定律,木块A的加速度                   µMg=Ma       

a=5m/s2             

设两木块碰撞前A的速度大小为v,根据运动学公式,得

V=v0-at   v=2.0m/s             

(2)两木块离开桌面后均做平抛运动,设木块B离开桌面时的速度大小为v2,在空中飞行的时间为t′。根据平抛运动规律有:h=gt2/2,s=v2t  

解得:v2=s=1.5m/s    

(3)设两木块碰撞后木块A的速度大小为v1,根据动量守恒定律有:

Mv=Mv1+mv2 

解得:v1=(Mv-mv2)/M=0.80m/s    

设木块A落到地面过程的水平位移为s′,根据平抛运动规律,得

E=Mv2/2-mv12/2-Mv22/2               

解得:  E=0.78J                       

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题型:填空题
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填空题

一小球用轻绳悬挂在某固定点.现将轻绳水平拉直,然后由静止开始释放小球.小球由静止开始运动到最低位置的过程中(   )

正确答案

AC

分析水平方向和竖直方向的分运动,可知,水平方向的速度逐渐增大,竖直方向的速度先增大后减小,由机械能守恒定律和牛顿第二定律可得在最低点时绳的拉力为3mg.

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题型:简答题
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简答题

(10分)某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上,传送带与地面的夹角θ= 30°,传送带两端A、B的长度L = 10m。传送带以v = 5m/s的恒定速度匀速向上运动。在传送带底端A轻轻放一质量m = 5kg的货物,货物与传送带间的动摩擦因数。求货物从A端运送到B端所需的时间。(g取10m/s2

正确答案

3s

(10分)

mgμcos30°-mgμsin30°= ma…………………………………………………… 2分

解得a =" 2.5" m / s2………………………………………………………………………1分

货物匀加速运动的时间…………………………………………………1分

货物匀加速运动的位移………………………………2分

随后货物做匀速运动。

运动位移  S2 = L-S1 =" 5m" ……………………………………………………………1分

匀速运动时间 …………………………………………………………1分

t = t1 + t2 =" 3s" ……………………………………………………………………………2分

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题型:简答题
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简答题

如图所示 ,粗糙斜面与光滑水平面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接,斜面倾角 θ = 37°,A、C、D滑块的质量为 m= m= mD=" m" =" 1" kg,B滑块的质量 mB =" 4" m =" 4" kg(各滑块均视为质点)。A、B间夹着质量可忽略的火药。K为处于原长的轻质弹簧,两端分别连接住B和C。现点燃火药(此时间极短且不会影响各物体的质量和各表面的光滑程度),此后,发现A与D相碰后粘在一起,接着沿斜面前进了L =" 0.8" m 时速度减为零,此后设法让它们不再滑下。已知滑块A、D与斜面间的动摩擦因数均为 μ = 0.5,取 g = 10 m/s2,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8。求:

(1)火药炸完瞬间A的速度vA

(2)滑块B、C和弹簧K构成的系统在相互作用过程中,弹簧的最大弹性势能Ep。(弹簧始终未超出弹性限度)。

正确答案

(1)AD系统沿斜面滑上,A和D碰完时的速度v1由动能定理,有:

   (2分)

得:     代入数据得m/s           (1分)

炸药爆炸完毕时,A的速度vA,由动量守恒定律有:

(2分)  得:  vA = 8 m/s              (1分)

(2)炸药爆炸过程,对A和B系统,由动量守恒定律,设B获得的速度为vB,有:

 (2分)   得:  vB =" 2" m/s               (1分)

B与C相互作用,当两者共速为时,弹簧弹性势能最大,由B、C系统动量守恒,有:

 (2分) 解得:m/s      (1分)

弹簧的最大弹性势能为:   (2分)

代入数据得:E=" 1.6" J                                (2分)

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题型:简答题
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简答题

质量为M=3.0kg的小车在光滑的水平轨道上匀速向右运动,速度为v1=2m/s。在小车下方中心O处悬挂一根长长的轻绳,绳下端拴一个质量m=2.0kg的钢块,钢块随小车一起运动,轻绳保持竖直方向,如图所示。一颗质量为m’=0.4kg的子弹从左边沿水平方向向右射来,速度为v2=30m/s,与钢块发生碰撞,碰撞时间极短,碰后子弹以20m/s的速度反向弹回。求钢块在此后的运动过程中离最低点的高度的最大值。

正确答案

3.0m

子弹与钢块相互作用的过程中,动量守恒,设钢块碰后瞬间的速度为v,则

m’·v2+m·v1= m’(-v’2)+m·v,

解出            v= 12m/s。

此后钢块与车的运动过程中,水平方向的动量守恒,系统的机械能也守恒。

设小球到达最高点时车与钢块的共同水平速度大小为v’, 方向水平向右,钢块上升的最大高度为hm, 则满足

Mv1+mv=(M+m)v’

mg·hm=

由以上各式解出        hm=3.0m。

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题型:简答题
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简答题

滑雪运动员沿光滑的斜面下滑,试分析下滑的过程中,运动员的动能和势能是如何转化的?能量守恒吗?

正确答案

动能越来越大,势能越来越小,由于斜面光滑,没有其他能量生成,因此机械能守恒.

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题型:简答题
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简答题

(20分)如图甲所示, CD为半径的光滑绝缘圆弧轨道,其所对应的圆心角,轨道末端水平。木板B长、质量,静止放置在粗糙水平地面MN上,左端位于M点,上表面与CD轨道末端相切。PQ左侧为匀强磁场区域,磁感应强度,方向垂直纸面向外。PQ右侧为匀强电场区域,电场强度随时间变化的关系如图乙所示,规定电场方向竖直向下为正方向。一质量、带电量的滑块A在某一时刻由C点静止释放。已知滑块A与木板B之间的动摩擦因素,木板B与水平地面之间的动摩擦因素,可将滑块视为质点,。求:

(1)滑块A滑至圆弧轨道最低点时的速度大小和此时滑块A对轨道的压力。

(2)若滑块A在时进入电场区域,滑块A最终静止时离D点的距离。

(3)若滑块A在时进入电场区域,滑块A最终静止时离D点的距离。

正确答案

(1)    ,方向竖直向下   (2)9m    (3)6.12m

试题分析:(1)                    2分

,方向竖直向上                 2分

根据牛顿第三定律可知,滑块对轨道的压力大小为,方向竖直向下。    1分

(2)            2分

,所以木板B不动。      1分     

,    1分

至滑块静止所用时间,电场方向恰好还未改变,       1分

,滑块未从B板右端滑落。    1分 

∴滑块A最终静止时离D点的距离为9m。        

过程中,滑块加速度

时滑块速度 1分    

此过程中滑块的位移 1分

此后电场反向,

     1分

,所以木板B将加速滑动。           1分

此时A、B的加速度分别为

,           1分

至两者速度相等所用时间满足

解得,           1分

此时两者共同速度, 

在此过程中滑块的位移。1分

此后电场强度为0,两者共同做匀减速直线运动,,    1分

至静止所用时间,在此过程中滑块的位移      

∴滑块整个过程中的位移            1分

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