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题型:简答题
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简答题

如图所示,光滑水平轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为mA=3m、mB=mC=m,开始时B、C均静止,A以初速度v0向右运动,A与B碰撞后分开,B又与C发生碰撞并粘在一起,此后A与B间的距离保持不变.求B与C碰撞前B的速度大小.

正确答案

试题分析:本题分两个物理过程研究:A与B相撞,B又与C发生碰撞的过程.设A与B碰撞后,A的速度为vA,B与C碰撞前B的速度为vB,B与C碰撞后粘在一起的速度为v,由动量守恒定律得:

对A、B木块:

对B、C木块:

碰撞结束后,A、B、C都做匀速直线运动,由A与B间的距离保持不变可知:

联立联立以上各式,代入数据得:

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题型:简答题
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简答题

分)如图所示,质量为m=1kg的滑块,以ν0=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车,小车足够长,质量M=4kg。求:

(1)滑块与小车的共同速度ν;

(2)整个运动过程中产生的内能E。

正确答案

试题分析:(1)以m和M为整体,水平方向所受合力为零,因此动量守恒,由(2)整体的动能减小量完全转化为内能,所以

点评:难度较小,选择研究对象,一般选取系统为研究对象,分析合外力或某一方向的合外力是否为零,列公式之前要先选择正方向,确定初末状态

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量均为m、可视为质点的A、B两物体紧挨着放在水平面上的O点,左边有竖直墙壁M,右边在P点与光滑的、半径为R的圆弧槽相连,MO=ON=R.A物体与水平面间的摩擦力忽略不计,B物体与水平面间的动摩擦因数为0.5.开始时两物体静止.现让A物体以初速度v0向左开始运动,设A与竖直墙壁、A与B均发生无机械能损失的碰撞.已知重力加速度为g.要使B物体第一次被A碰撞后,恰能上升至圆弧槽最高点P点,求:

(a)A物体的初速度v0为多少?

(b)B物体最终停在何处?

正确答案

(a)因A、B相互作用时无机械能损失同时动量也守恒,

根据动量守恒和能量守恒得,A、B碰撞是一定在O点进行且速度互换.

要使B物体恰能上升至圆弧最高点P点,求A物体的初速度,即是求B物体在O点向右出发的速度.对B物体从O点至P点,由动能定理得:-μmgR-mgR=0-

解之得 v0=

(b)若V0不变,设B物体在ON间运动的总路程为s

对B物体用动能定理:-μmgs=0- 所以 s=3R 故B物体最终停在N点.

答:(a)A物体的初速度v0=

(b)B物体最终停在N点.

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题型:简答题
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简答题

(7分)如图所示,在光滑的水平面上,有一质量为M的长木板,长木板左端放一质量为m(M>m)的物块。现同时给长木板和物块相同大小的初速度v,分别向左、右运动。它们之间的动摩擦因数为,长木板足够长,不计空气阻力,求:

①物块和长木板相对静止时,物块的速度大小和方向;

②当物块的速度方向发生改变时,长木板的速度大小。

正确答案

方向向左 ②

试题分析:①设向左为正方向,对物块、长木板系统的运动,由动量守恒定律有:

(2分)

解得:(1分)

由于M>m,因此,,所以,相对静止后,物块的速度方向向左(1分)

②设向左为正方向,物块的速度方向发生改变时也就是速度为0时,由动量守恒定律有:

(2分)

解得:(1分)

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题型:简答题
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简答题

(10分)如图所示,在光滑水平面上有A、B两辆小车,水平面的左侧有一竖直墙,在小车B上坐着一个小孩,小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态,小孩把A车以相对于地面的速度v推出,A车与墙壁碰后仍以原速率返回,小孩接到A车后,又把它以相对于地面的速度v推出。每次推出,A车相对于地面的速度都是v,方向向左。则小孩把A车推出几次后,A车返回时小孩不能再接到A车?

正确答案

第6次推出A车后时,小孩就不能再接到A车。

取水平向右为正方向,小孩第一次推出A车时,由动量守恒定律得

mBv1-mAv=0

即:v1=

当A车向右返回后,小孩第二次将A车推出的过程中,由动量守恒定律得

mAv+mBv1=-mAv+mBv2

即:v2=

设第n次推出A车时,B车速度大小为vn,由动量守恒定律得

mAv+mBvn-1=-mAv+mBvn

得vn=vn-1+

所以vn=(2n-1)

只要满足v≤ vn,A车返回时小孩就不能再接到A车。由上式得n≥5.5 取n=6,即第6次推出A车后时,小孩就不能再接到A车。

本题考查碰撞过程的动量守恒,注意运动过程中的往复问题,取水平向右为正方向,小孩第一次推出A车时动量守恒,找到系统的初末状态,列式可求得碰后物体B的速度大小,当A车向右返回后,小孩第二次将A车推出的过程中,系统动量守恒,同理可求得第二次推出后的末速度,利用数学归纳法可列出n次推出A车时B车速度大小的表达式,由动量守恒定律可求得A车末速度表达式,不能接到的临界条件是两者速度相同

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题型:简答题
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简答题

如图所示,有A、B两质量为M= 100kg的小车,在光滑水平面以相同的速率v0=2m/s在同一直线上相对运动,A车上有一质量为m = 50kg的人至少要以多大的速度(对地)从A车跳到B车上,才能避免两车相撞?

正确答案

v=5.2m/s

人跳出后,两车速度恰相同时,既避免相撞,同时人的速度又最小,

由动量守恒定律得

(2分),

(2分)

解得:v=5.2m/s(2分)

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题型:简答题
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简答题

1928年,德国物理学家玻特用α粒子轰击轻金属铍时,发现有一种贯穿能力很强的中性射线.查德威克测出了它的速度不到光速的十分之一,否定了是γ射线的看法,他用这种射线与氢核和氮核分别发生碰撞,求出了这种中性粒子的质量,从而发现了中子.

①请写出α粒子轰击铍核()得到中子的方程式.

②若中子以速度v0与一质量为mN的静止氮核发生碰撞,测得中子反向弹回的速率为v1,氮核碰后的速率为v2,则中子的质量m等于多少?

正确答案

  ②

试题分析:①

②由动量守恒定律有 ,解得 

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题型:填空题
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填空题

两条船在静止的水面上沿着平行的方向匀速直线滑行,速率都是6.0 m/s,当两船相错时,各给了对方20kg的货物,此后乙船速率减为4.0 m/s、方向不变,若甲船原来的总质量是300kg,则甲船交换货物后的速度为       m/s,乙船原来的总质量为        kg。

正确答案

5.2 , 120

试题分析:以乙船和甲送出的货物为研究对象,列动量守恒方程

可解得,

以甲船和乙送出的货物为研究对象,列动量守恒方程

(注意

解得,

点评:本题难度偏难,关键是以船和抛出的货物为研究对象

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题型:简答题
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简答题

(7分)如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为的相同小球A、B、C。现让A球以的速度向B球运动,A、B两球碰撞后粘合在一起,两球继续向右运动并跟C球碰撞,碰后C球的速度。求:

(1)A、B两球碰撞后瞬间的共同速度;

(2)两次碰撞过程中损失的总动能。

正确答案

(1)   (2)

试题分析:(1)A、B相碰的过程,对A和B组成的系统满足动量守恒,有

解得共同速度:

(2)AB两球与C球相碰,对三者的系统满足动量守恒:

解得两球碰后的速度

两次碰撞损失的动能

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题型:简答题
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简答题

(9分)如图所示,在水平光滑桌面上放一质量为2m的玩具小车,在小车的左侧固定一光滑圆弧轨道(是小车的一部分),其末端处为水平。用手将小车固定在桌面上,然后将质量为m的小球从光滑圆弧轨道某位置由静止释放,小球离开轨道后落在车上A点,OA=s。若小车不固定时,将该小球从光滑圆弧轨道同一位置由静止释放,则小球将落在车上O点多远处? (设小车足够长,球不致落在车外)

正确答案

s1=s /2

试题分析:当小车固定不动时,设小球离开轨道水平部分时的速度大小为v,从离开水平轨道到落到车上A点所花时间为t,有s="vt"

当小车不固定时,设小球离开轨道水平部分时相对于地面的速度的大小为v1,车速的大小为v2,由动量守恒定律,mv1=2mv2

由机械能守恒定律,两次小球离开轨道水平部分时的总动能相同,

则有:mv12/2+2mv22/2=mv2/2

设小球落在车上A'处,OA'=s1,则由平抛运动规律可知:s1=(v1+v2)t

解得:s1=s /2 

下一知识点 : 碰撞
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