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题型:简答题
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简答题

如图所示,坡道顶端距水平面高度为h,质量为m1的小物块A从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上,一端与质量为m2档的板B相连,弹簧处于原长时,B恰位于滑道的末端O点。A与B撞时间极短,碰后结合在一起共同压缩弹簧,已知在OM段A、B 与水平面间的动摩擦因数均为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g,求

(1)物块A在与挡板B碰撞前瞬间速度v的大小;

(2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能Ep(设弹簧处于原长时弹性势能为零)。

正确答案

解:(1)由机械能守恒定律,有

 ②

(2)A、B在碰撞过程中内力远大于外力,由动量守恒,有

A、B克服摩擦力所做的功

由能量守恒定律,有

解得

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题型:简答题
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简答题

质量为M的小物块A静止在离地面高h的水平桌面的边缘,质量为m的小物块B沿桌面向A运动并以速度v0与之发生正碰(碰撞时间极短)。碰后A离开桌面,其落地点离出发点的水平距离为L。碰后B反向运动。求B后退的距离?(已知B与桌面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g)

正确答案

解:设t为A从离开桌面至落地经历的时候,V表示刚碰后A的速度,有

h=gt2

L=Vt ②

设v为刚碰后B的速度的大小,由动量守恒, mv0=MV-mv ③

设B后退的距离为l,由功能关系: μmgl=mv2

由以上各式得: L=

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题型:填空题
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填空题

质量为m1=5kg的小球在光滑水平面上以速度m/s的速度向右正面撞击静止的木块,木块质量kg,撞击后小球以m/s的速度被反弹回来,取向右为正方向,则小球在撞击过程中动量的变化为____________kgm/s,木块受撞击后的速度大小为____________m/s。

正确答案

-25,2.5

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在同一竖直面上,质量为2m的小球A静止在光滑斜面的底部,斜面高度为H=2L。小球受到弹簧的弹性力作用后,沿斜面向上运动。离开斜面后,达到最高点时与静止悬挂在此处的小球B发生弹性碰撞,碰撞后球B刚好能摆到与悬点O同一高度,球A沿水平方向抛射落在水平面C上的P点,O点的投影O'与P的距离为L/2。已知球B质量为m,悬绳长L,视两球为质点,重力加速度为g,不计空气阻力,求:

(1)球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小;

(2)球A在两球碰撞前一瞬间的速度大小;

(3)弹簧的弹性力对球A所做的功。

正确答案

解:(1)碰撞后,根据机械能守恒定律,对B球有:

解得:

(2)A、B球碰撞有:

解得:

(3)碰后A球做平抛运动,设平抛高度为y,有:

解得:y=L

对A球应用动能定理得:

解得:

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题型:简答题
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简答题

如图所示,小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h,物块B质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点正下方,物块与水平面间的动摩擦因数为μ。现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为h/16。小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求物块在水平面上滑行的时间t。

正确答案

解:设小球的质量为m,运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为v1,取小球运动到最低点重力势能为零,根据机械能守恒定律,有  ①

设碰撞后小球反弹的速度大小为v1',同理有  ②

设碰后物块的速度大小为v2,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律,有mv1=-mv1'+5mv2

  ④

物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小F=5μmg ⑤

设物块在水平面上滑行的时间为t,根据动量定理,有-Ft=0-5mv2

  ⑦

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题型:简答题
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简答题

如图所示,固定在地面上的光滑圆弧面与车C的上表面平滑相接,在圆弧面上有一个滑块A,其质量为mA=2kg,在距车的水平面高h=1.25m处由静止下滑,车C的质量为mC=6kg,在车C的左端有一个质量mB=2kg的滑块B,滑块A与B均可看作质点,滑块A与B碰撞后粘合一起共同运动,最终没有从车C上滑出,已知滑块A和B与车C的动摩擦因数均为,车C与水平地面的摩擦忽略不计。取g= 10m/s2。求:

(1)滑块A滑到圆弧面末端时的速度大小;

(2)滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度的大小;

(3)车C的最短长度。

正确答案

解:(1)设滑块A滑到圆弧未端时的速度大小为v1,由机械能守恒定律有

代入数据解得

(2)设A、B碰后瞬间的共同速度为v2,滑块A与B碰撞瞬间与车C无关,滑块A与B组成的系统动量守恒

 ③

代入数据解得

(3)设车C的最短长度为L,滑块A与B最终没有从车C上滑出,三者最终速度相同设为v3根据动量守恒定律有

根据能量守恒定律有

联立⑤⑥式代入数据解得m⑦

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题型:简答题
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简答题

如图所示,内壁光滑半径为R的圆形轨道,固定在竖直平面内,质量为m1的小球静止在轨道最低点,另一质量为m2的小球(两个小球均可视为质点)从内壁上与圆心O等高的位置由静止释放,运动到最低点时与m1发生碰撞并粘在一起.求:

(1)小球m2刚要与m1发生碰撞时的速度大小;

(2)碰撞后,m1、m2沿内壁运动所能达到的最大高度(相对碰撞点)。

正确答案

解:(1)设小球m2刚要与m1发生碰撞时的速度大小为v0,由机械能守恒定律,得

解得

(2)设两球碰撞后,m1、m2两球粘在一起的速度为v,由动量守恒定律,得

m2v0=(m1+m2)v ③

设两球碰撞后上升的最大高度为h,由机械能守恒定律,得

 ④

由②③④三式解得

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简答题

如图所示,光滑的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道,其半径为0.50 m。小物体A(质量为m)以v=15 m/s的速度与物体B(质量为M)发生正碰后,以v1=5.0 m/s的速度沿原路返回,求:要使物体B碰撞后恰能沿半圆形轨道运动到最高点,两物体质量之比m/M是多少?(g取10 m/s2

正确答案

解:要使B恰好运动到最高点,需满足 ①

对B:由机械能守恒定律,得 ②

由①②得:vB=5 m/s

对A、B由动量守恒定律得:mv=MvB-mv1所以

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简答题

如图甲所示,物体A、B的质量分别是6kg和10kg,用轻弹簧相连放在光滑的水平面上,物体B左侧与竖直墙壁接触,另有一物体C从t=0时刻起水平向左运动,在t=3 s时与物体A相碰,并立即与A有相同的速度一起向左运动,物块C的速度一时间图象如图乙所示。求:弹簧压缩过程中系统具有的最大弹性势能。

正确答案

解:由图象知,vt=6 m/s,vAC=2m/s

根据动量守恒定律;mCvC=(mA+mC)vAC

∴mC=3 kg

A、C压缩弹簧的过程中,动能转化为弹性势能,则

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题型:简答题
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简答题

如图所示,两个完全相同的质量为m的木板A、B置于水平地面上,它们的间距s=2.88m。质量为2m、大小可忽略的物块C置于A板的左端。C与A之间的动摩擦因数为μ1=0.22,A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.10,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力。开始时,三个物体处于静止状态,现给C施加一个水平向右,大小为2mg/5的恒力F,假定木板A、B碰撞时间极短且碰撞后粘连在一起。要使C最终不脱离木板,每块木板的长度至少应为多少?

正确答案

解:设A、C之间的滑动摩擦力大小为f1,A与水平地面之间的滑动摩擦力大小为f2 ①

 

∴一开始A和C保持相对静止,在F的作用下向右加速运动,有

 ③

A、B两木板的碰瞬间,内力的冲量远大于外力的冲量,由动量守恒定律得

 ④

碰撞结束后到三个物体达到共同速度的相互作用过程中,设木板向前移动的位移为s1,选三个物体构成的整体为研究对象,外力之和为零,则

 ⑤

设A、B系统与水平地面之间的滑动摩擦力大小为f3,对A、B系统,由动能定理

 ⑥

 ⑦

对C物体,由动能定理

由以上各式,再代入数据可得t=0.3m ⑨

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