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题型:简答题
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简答题

2003年美国戴姆勒-克莱斯公司推出的一款称为“道奇-战斧”的概念摩托车,下面是它的一些参数:

假如允许此车上路,运动中各种阻力之和是重力的k=0.30倍,飙车人质量m为60kg,因为是概念车,可以不考虑燃油质量及其变化.(取g=10m/s2

(1)若“道奇-战斧”在狂飚中实际最好的提速表现是:0→108km/h:用时3.0s,求以此加速度启动后维持匀加速运动的时间.

(2)从匀加速结束时刻到速度达到160m/s所需的时间为60秒,则这段时间内的位移是多少?

(3)在高速公路上该摩托车以160m/s的速度行驶时与一辆与它质量相等、速度为40m/s的小车发生追尾事故.从两车接触到挤压最紧历时0.1s,此过程中小车受到的冲击力多大?

正确答案

解:(1)实际加速度,a===10m/s2

由牛顿定律

F-kmg=ma

即牵引力

F=kmg+ma=0.30×740×10+740×10=9620N;

又P=Fv

所以v===40m/s;

由速度公式可得:匀加速的时间:

t===4s;

(2)由动能定理

Pt-fs=mv22-mv12

解得:s=

s=6400m

(3)由动量守恒得:mv2+mv3=2mv4

由动量定理得:F△t=mv4-mv3

解得:F=444000 N

答:(1)匀加速的时间为4s;(2)位移为6400m;(3)相互作用力为444000N.

解析

解:(1)实际加速度,a===10m/s2

由牛顿定律

F-kmg=ma

即牵引力

F=kmg+ma=0.30×740×10+740×10=9620N;

又P=Fv

所以v===40m/s;

由速度公式可得:匀加速的时间:

t===4s;

(2)由动能定理

Pt-fs=mv22-mv12

解得:s=

s=6400m

(3)由动量守恒得:mv2+mv3=2mv4

由动量定理得:F△t=mv4-mv3

解得:F=444000 N

答:(1)匀加速的时间为4s;(2)位移为6400m;(3)相互作用力为444000N.

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题型:简答题
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简答题

(1)2011年3月11日,日本东海岸发生9.0级地震,地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核电站的冷却系统,最终导致福岛第一核电站的6座核反应堆不同程度损坏,向空气中泄漏大量碘131和铯137等放射性物质,这些放射性物质随大气环流飘散到许多国家.4月4日,日本开始向太平洋排放大量带有放射性物质的废水,引起周边国家的指责.下列说法中正确的是:

A.福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电

B.碘131能自发进行β衰变,衰变后生成的新物质原子核比碘131原子核多一个中子而少一个质子

C.铯137进行β衰变时,往往同时释放出γ射线,γ射线具有很强的穿透能力,甚至能穿透几厘米厚的铅板

D.铯137进入人体后主要损害人的造血系统和神经系统,其半衰期是30.17年,如果将铯137的温度降低到0度以下,可以延缓其衰变速度.

(2)如图所示,在光滑的水平面上有一质量为m,长度为l的小车,小车左端有一质量也是m可视为质点的物块,车子的右擘固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧(弹簧长度与车长相比可忽略),物块与小车间动摩擦因数为u,整个系统处于静止.现在给物块一个水平向右的初速度V0,物块刚好能与小车右壁的弹簧接触,此时弹簧锁定瞬间解除,当物块再回到左端时,与小车相对静止.求:

(1)物块的初速度V0

(2)弹簧的弹性势能Ep

正确答案

解:(1)A、福岛第一核电站是利用重核裂变释放的核能进行发电的,故A正确;

B、β衰变是一个中子变为质子同时释放一个电子的过程,因此β衰变后生成的新物质原子核比碘131原子核少一个中子而多一个质子,故B错误;

C、α、β、γ三种射线中γ射线具有很强的穿透能力,故C正确;

D、半衰期长短由元素本身决定,与外界环境如温度、压强以及所处状态等无关,故D错误.

故选C.

(2)由动量守恒定律得:mv0=2mv        

由能量关系有:mv02-(2m)v2=μmgL       

解得:v0=2        

物体最终速度为v1,由动量守恒定定律得:mv0=2mv1      

由能量关系有:EP=mv02-(2m)v12=μmgL    

 答:(1)物块的初速度为2

(2)弹簧的弹性势能为μmgL.

解析

解:(1)A、福岛第一核电站是利用重核裂变释放的核能进行发电的,故A正确;

B、β衰变是一个中子变为质子同时释放一个电子的过程,因此β衰变后生成的新物质原子核比碘131原子核少一个中子而多一个质子,故B错误;

C、α、β、γ三种射线中γ射线具有很强的穿透能力,故C正确;

D、半衰期长短由元素本身决定,与外界环境如温度、压强以及所处状态等无关,故D错误.

故选C.

(2)由动量守恒定律得:mv0=2mv        

由能量关系有:mv02-(2m)v2=μmgL       

解得:v0=2        

物体最终速度为v1,由动量守恒定定律得:mv0=2mv1      

由能量关系有:EP=mv02-(2m)v12=μmgL    

 答:(1)物块的初速度为2

(2)弹簧的弹性势能为μmgL.

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题型:填空题
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填空题

一名质量为80kg的宇航员,到宇宙飞船外面去做实验,他相对于宇宙飞船是静止的.实验结束后,他把背着的一只质量是10kg的空氧气筒,以相对于宇宙飞船为2.0m/s的速度扔掉,则宇航员由此得到的速度大小为______

正确答案

25m/s

解析

解:以宇航员和空氧气筒组成的系统为研究对象,根据动量守恒定律得:mv+MV=0

则得,宇航员的速度大小为V=-=-m/s=-25m/s,负号表示方向与空氧气筒速度方向相反,速度大小为25m/s.

故答案为:25m/s

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题型: 单选题
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单选题

甲乙两个人静止地站在光滑水平冰面上,当甲用力推乙时,甲乙分别向相反方向运动.已知甲乙的质量分别为45kg和50kg,则推后甲乙的速度大小之比为(  )

A10:9

B1:5

C9:10

D1:2

正确答案

A

解析

解:甲、乙两人组成的系统动量守恒,以两人组成的系统为研究对象,以甲的速度方向为正方向,

由动量守恒定律得:mv-mv=0,===

故选:A.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量为6kg的小球A与质量为3kg的小球B用轻弹簧相连,在光滑的水平面上以速度v0向左匀速运动.在A球与左侧墙壁碰撞后两球继续运动的过程中,弹簧的最大弹性势能为16J.已知A球与左墙壁碰撞过程无机械能损失,试求v0的大小.

正确答案

解:由于A球与左墙壁碰撞过程无机械能损失,所以A球与左侧墙壁碰撞后的速度大小仍为v0,方向水平向右.

A球与左侧墙壁碰撞后两球继续运动的过程中,当A、B小球的速度相等时,弹簧的弹性势能最大.    

取向右为正方向,由动量守恒定律得:mAv0-mBv0=(mA+mB)v

由机械能守恒得: 

联立解得:

答:v0的大小为2m/s.

解析

解:由于A球与左墙壁碰撞过程无机械能损失,所以A球与左侧墙壁碰撞后的速度大小仍为v0,方向水平向右.

A球与左侧墙壁碰撞后两球继续运动的过程中,当A、B小球的速度相等时,弹簧的弹性势能最大.    

取向右为正方向,由动量守恒定律得:mAv0-mBv0=(mA+mB)v

由机械能守恒得: 

联立解得:

答:v0的大小为2m/s.

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题型:简答题
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简答题

(2015秋•海口校级月考)如图,质量m=2.0kg的滑块(可视为质点)放在水平面上,与水平面之间的动摩擦因数μ1=0.2,质量也为m=2.0kg的无底盒盖住滑块,盒长L=20cm,盒子与地面动摩擦因数μ2=0.1.现给盒子一个水平向右的初速度v0=10m/s,若盒子与滑块的碰撞是弹性的,试讨论盒子与滑块的碰撞次数.

正确答案

解:盒子与滑块的碰撞弹性碰撞,碰撞过程中系统动能守恒,机械能守恒,

以盒子与滑块组成的系统为研究对象,盒子的速度方向为正方向,

由动量守恒定律得:mv盒子=mv盒子′+mv滑块

由机械能守恒定律得:mv盒子2=mv盒子2+mv滑块2

解得:v盒子′=0,v滑块=v盒子,即,两者碰撞后相互交换速度;

盒子与滑块碰撞一次,盒子克服摩擦力做功:μ2mgL,

滑块与盒子碰撞一次,克服摩擦力做功μ1mgL,设盒子与滑块碰撞2n次,

对盒子与滑块在整个运动过程中,由动能定理得:

-nμ2mgL-nμ1mgL=0-mv02

解得:n==≈83.3,

则碰撞的次数2n=83.3×2=166.6,碰撞次数应取整数,则盒子与滑块碰撞的次数为166次;

答:盒子与滑块的碰撞次数为166次.

解析

解:盒子与滑块的碰撞弹性碰撞,碰撞过程中系统动能守恒,机械能守恒,

以盒子与滑块组成的系统为研究对象,盒子的速度方向为正方向,

由动量守恒定律得:mv盒子=mv盒子′+mv滑块

由机械能守恒定律得:mv盒子2=mv盒子2+mv滑块2

解得:v盒子′=0,v滑块=v盒子,即,两者碰撞后相互交换速度;

盒子与滑块碰撞一次,盒子克服摩擦力做功:μ2mgL,

滑块与盒子碰撞一次,克服摩擦力做功μ1mgL,设盒子与滑块碰撞2n次,

对盒子与滑块在整个运动过程中,由动能定理得:

-nμ2mgL-nμ1mgL=0-mv02

解得:n==≈83.3,

则碰撞的次数2n=83.3×2=166.6,碰撞次数应取整数,则盒子与滑块碰撞的次数为166次;

答:盒子与滑块的碰撞次数为166次.

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题型:填空题
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填空题

(适合于“侧重理论”的考生)A、B两物体在光滑的水平面上发生碰撞,碰撞前后物体的运动都在同一条直线上.规定A物体原运动方向为正方向.A物体的质量mA=0.5kg.若不计碰撞时间,它们碰撞前后的位移图象如图所示.碰撞前B的质量为mB=______kg.碰撞过程中A物体的动量改变量是______kg•m/s.

正确答案

1.5

-1.5

解析

解:由s-t图象可知,碰撞前vA===4m/s,vB=0m/s,

碰撞后vA′=vB′=v===1m/s,碰撞过程动量守恒,

对A、B组成的系统,由动量守恒定律得:mAvA=(mA+mB)v,

即:0.5×4=(0.5+mB)×1,解得mB=1.5kg,

对A动量的该变量△P=mAv-mAvA=0.5×1-0.5×4=-1.5kg•m/s;

故答案为:1.5,-1.5.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在水平面上方有水平向右的匀强电场,电场强度为E,一质量为M、长为L的均匀带电橡胶板B放在光滑绝缘的水平面上,在B的右端放置一质量为m,可视为质点的小物块A(A与B之间绝缘),由于A和B之间摩擦力的作用而使A、B均处于静止状态.已知A带负电、B带正电,它们带电量均为q,且M=2m.现给A和B以大小相等、方向相反的初速度,使A开始向左运动、B开绐向右运动,但最后A恰好没有滑离B板,以地面为参考系.求:

(1)若已知A和B初速度大小为V0,求它们最后共同速度的大小和方向;

(2)若初速度大小和A与B之间摩擦力的大小均未知,求小物块A向左运动到达最远处(从地面看)离出发点的距离;

(3)若已知A、B初速度大小均为V0,而A、B之间摩擦力大小未知,求在(2)问的过程中A、B系统动能改变量和电势能改变量之和.

正确答案

解:(1)将A、B看成一个系统,由题意知该系统所受合外力为零,故该系统动量守恒,

设向右为正方向,A、B最后共同速度为V,有:

MV0-mV0=(M+m)V

V=

A、B共同速度方向水平向右.               

(2)分析题意知,A先向左做匀减速直线运动至速度为零,再向右做匀加速直线运动,最终与B相对静止,

在此过程中,A的加速度始终不变,而B一直向右做匀减速直线运动直至A、B相对静止,

设全过程所用时间为t,A运动加速度大小为a,此过程中A、B对地位移分别为XA和XB,取向右为正方向,则

xA=t,xB=t,

xB-xA-=L

解得:v0t=L

又知t==

再设A向左运动至速度为零所用时间为t1,A离出发点向左运动最远的距离为Xm,则

t1==t

xm=t1=L;

(3)在A向左运动至最远处时,设B的速度为VB,由动量守恒定律得:

MV0-mV0=MVB

vB=v0

在此过程中A、B系统动能的改变量之和为△Ek

△Ek=M-(m+M)=-m

再设B向右运动的位移为X′B,则

X′B=t1=v0t1=L;

在此过程中,A、B系统电势能改变量之和设为△E,则

△E=-W=-Eq(xm+X′B)=-

所以,在此过程中,A、B系统动能改变量和电势能改变量之和为:

△E=△Ek+△E=-m-

答:(1)若已知A和B初速度大小为V0,它们最后共同速度的大小是,方向水平向右;

(2)小物块A向左运动到达最远处(从地面看)离出发点的距离是L;

(3)在(2)问的过程中A、B系统动能改变量和电势能改变量之和是-m-

解析

解:(1)将A、B看成一个系统,由题意知该系统所受合外力为零,故该系统动量守恒,

设向右为正方向,A、B最后共同速度为V,有:

MV0-mV0=(M+m)V

V=

A、B共同速度方向水平向右.               

(2)分析题意知,A先向左做匀减速直线运动至速度为零,再向右做匀加速直线运动,最终与B相对静止,

在此过程中,A的加速度始终不变,而B一直向右做匀减速直线运动直至A、B相对静止,

设全过程所用时间为t,A运动加速度大小为a,此过程中A、B对地位移分别为XA和XB,取向右为正方向,则

xA=t,xB=t,

xB-xA-=L

解得:v0t=L

又知t==

再设A向左运动至速度为零所用时间为t1,A离出发点向左运动最远的距离为Xm,则

t1==t

xm=t1=L;

(3)在A向左运动至最远处时,设B的速度为VB,由动量守恒定律得:

MV0-mV0=MVB

vB=v0

在此过程中A、B系统动能的改变量之和为△Ek

△Ek=M-(m+M)=-m

再设B向右运动的位移为X′B,则

X′B=t1=v0t1=L;

在此过程中,A、B系统电势能改变量之和设为△E,则

△E=-W=-Eq(xm+X′B)=-

所以,在此过程中,A、B系统动能改变量和电势能改变量之和为:

△E=△Ek+△E=-m-

答:(1)若已知A和B初速度大小为V0,它们最后共同速度的大小是,方向水平向右;

(2)小物块A向左运动到达最远处(从地面看)离出发点的距离是L;

(3)在(2)问的过程中A、B系统动能改变量和电势能改变量之和是-m-

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题型:填空题
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填空题

如图所示,质量为M的长木板静止在光滑的水平地面上,在木块的右端为m的小铜块,现给铜块一个水平向左的初速度v0,铜块向左滑行并与固定在木板左端的长度为l的轻弹簧相碰,碰后返回且恰好停在长木板右端,则轻弹簧与铜块相碰过程中具有的最大弹性势能为______,整个过程中转化为内能的机械能为______

正确答案

解析

解:设物块运动方向为正方向,弹簧压缩最大时,两者最终共同速度为v由动量守恒定律得:

(M+m)v=mv0

v=v0

由于物块最终停在木板最右端,故最终两者共同速度为v,

由能量守恒得,整个过程放出的总热:

Q=m-(m+M)v2=

所以,弹簧压缩到最大时具有的弹性势能:

Ep==

故答案为:

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题型:简答题
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简答题

如图所示,光滑水平面上静止着一辆质量为3m的平板车A.车上有两个小滑块B和C(都可视为质点),B的质量为m,与车板之间的动摩擦因数为2μ.C的质量为2m,与车板之间的动摩擦因数为μ.t=0时刻B、C分别从车板的左、右两端同时以初速度v0和2v0相向滑上小车.在以后的运动过程中B与C恰好没有相碰.已知重力加速度为g,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.求:

(1)平板车的最大速度v和达到最大速度经历的时间t;

(2)平板车平板总长度L.

正确答案

解:(1)起始到三者共速A、B、C系统动量守恒以水平向左为正方向:

2m×2v0-mv0=6mv  ①

起始到三者共速C匀减速运动过程:f=2ma…②

f=2μmg…③

v=2v0-at…④

综上有:

速度的方向水平向左;

(2)起始到三者共速B相对A向右匀减到速度为零后与A一起向左匀加,C相对A向左匀减,B和C对A的滑动摩擦力大小均为f=2μmg

由能量守恒有:=…⑥

综上有:

L=…⑦

答:(1)平板车的最大速度大小为v0,方向水平向左,达到最大速度经历的时间t为

(2)平板车平板总长度

解析

解:(1)起始到三者共速A、B、C系统动量守恒以水平向左为正方向:

2m×2v0-mv0=6mv  ①

起始到三者共速C匀减速运动过程:f=2ma…②

f=2μmg…③

v=2v0-at…④

综上有:

速度的方向水平向左;

(2)起始到三者共速B相对A向右匀减到速度为零后与A一起向左匀加,C相对A向左匀减,B和C对A的滑动摩擦力大小均为f=2μmg

由能量守恒有:=…⑥

综上有:

L=…⑦

答:(1)平板车的最大速度大小为v0,方向水平向左,达到最大速度经历的时间t为

(2)平板车平板总长度

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,物体A与物体B置于光滑水平面上,其质量mA>mB,A、B间有一细绳连接,且有与A、B不连接的被压缩的轻弹簧,整个装置处于静止状态,现将细绳烧断,而后弹簧伸展将A、B弹开,以下说法正确的是(  )

A此过程中,B受弹力大小比A受弹力大

B开始运动后,任一时刻B的瞬时速度大小始终比A的瞬时速度大

C此过程中,弹力对B的冲量大小比对A的冲量大

D此过程中,弹力对B做功比对A做功多

正确答案

B,D

解析

解:A、同一根弹簧对A和B的作用力大小相等,故A错误;

B、在两滑块刚好脱离弹簧时运用动量守恒得:mAvA+mBvB=0

因为mA>mB,所以vA<vB,任一时刻B的瞬时速度大小始终比A的瞬时速度大.故B正确.

C、此过程中,弹力对A和B的作用力总是大小相等的,根据动量定理I=Ft可知,在此过程中,弹力对B的冲量大小与对A的冲量大小一样大,故C错误;

D、而Ek=mv2=,A、B的动量大小mv相等,mA>mB,所以B的动能大于A的动能,根据动能定理可知此过程中,弹力对B做功比对A做功多,故D正确;

故选BD

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题型: 单选题
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单选题

一个质量为0.2kg的弹性小球,在光滑水平面上以6m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同,碰撞前后小球速度变化量的大小为△v,碰撞过程中墙对小球做功的大小为W,则(  )

A△v=0,W=0

B△v=0,W=7.2 J

C△v=12 m/s,W=0

D△v=12 m/s,W=7.2 J

正确答案

C

解析

解:碰撞前后小球的速率相等,动能相等,由动能定理得:墙对小球做功W===0

取小球撞墙前的速度方向为正方向,则速度的变化量△v=v′-v=-v-v=-2v=-12m/s,速度的变化量大小为12m/s.

故选C

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,质量分别为m和m的A、B两物块用轻弹簧相连,放在光滑水平面上,A靠紧竖直墙.现用力F向左缓慢推物块B压缩弹簧,当力F做功为W时,突然撤去F,在A物体开始运动以后,弹簧弹性势能的最大值是(  )

AW

BW

CW

DW

正确答案

B

解析

解:设A物体刚运动时,B物体的速度为v0,则:   ①

A与B以及弹簧组成的系统放在光滑的水平面上,则系统的动量守恒,同时机械能也守恒;

当弹簧的弹性势能最大时,两物体的速度相等,设为v,

则根据动量守恒得:mv0=2mv   ②

再由机械能守恒定律得:   ③

由以上三式解得:

故选:B

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题型:简答题
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简答题

如图所示,固定的光滑平台上固定有光滑的半圆轨道,轨道半径R=0.6m.平台上静止着两个滑块A、B,mA=0.1Kg,mB=0.2Kg,两滑块间夹有少量炸药,平台右侧有一带挡板的小车,静止在光滑的水平地面上.小车质量为M=0.3Kg,车面与平台的台面等高,车面左侧粗糙部分长度为L=0.8m,动摩擦因数为μ=0.2,右侧拴接一轻质弹簧,弹簧自然长度所在处车面光滑.点燃炸药后,A滑块到达轨道最高点时对轨道的压力大小恰好等于A滑块的重力,滑块B冲上小车.两滑块都可以看作质点,炸药的质量忽略不计,爆炸的时间极短,爆炸后两个物块的速度方向在同一水平直线上,且g=10m/s2.求:

①炸药爆炸后滑块B的速度大小;

②滑块B滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能.

正确答案

解:(1)滑块A在最高点时速度为v,由牛顿第二定律得:mAg+FN=mA

已知最高点滑块对轨道的压力FN=mAg,则有:

滑块A从半圆轨道最低点到达最高点过程中机械能守恒,由机械能守恒定律得:

mAv2+mAg•2R=mAvA2

炸药爆炸过程中,A、B系统动量守恒,选取向右为正方向,由动量守恒定律得:

-mAvA+mBvB=0

代入数据解得:vB=3m/s

(2)B与车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律:

mBvB=(mB+M)v

由能量守恒定律得:EP=mBvB2-(mB+M)v2-μmBgL,

代入数据解得:EP=0.22J;

答:(1)炸药爆炸后滑块B的速度大小为3m/s;(2)滑块B滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能为0.22J.

解析

解:(1)滑块A在最高点时速度为v,由牛顿第二定律得:mAg+FN=mA

已知最高点滑块对轨道的压力FN=mAg,则有:

滑块A从半圆轨道最低点到达最高点过程中机械能守恒,由机械能守恒定律得:

mAv2+mAg•2R=mAvA2

炸药爆炸过程中,A、B系统动量守恒,选取向右为正方向,由动量守恒定律得:

-mAvA+mBvB=0

代入数据解得:vB=3m/s

(2)B与车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律:

mBvB=(mB+M)v

由能量守恒定律得:EP=mBvB2-(mB+M)v2-μmBgL,

代入数据解得:EP=0.22J;

答:(1)炸药爆炸后滑块B的速度大小为3m/s;(2)滑块B滑上小车后的运动过程中弹簧的最大弹性势能为0.22J.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,光滑的圆弧轨道固定在桌面上,质量为M的长木板B紧靠圆弧轨道静止在光滑水平桌面上,长木板的上表面与圆弧轨道的底端切线处于同一水平面,桌面的右端固定一大小可忽略的小挡板P,现将质量为m的小物块A自圆弧轨道的顶端由静止释放.已知M=2m,圆弧轨道的半径为R,长木板的上表面离地面的高度为R,A与B间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度为g,假设B的长度为L,P到B右端的距离为x,试求:

(1)小物块A滑至圆弧轨道底端时对轨道的压力;

(2)若B与P发生碰撞时A、B恰好共速,则L、x应满足什么条件,

(3)若L=R,B与P碰撞后静止,A滑离B后落到水平地面上的E点,试分析讨论x取不同值时,E点与桌面右端的水平距离 s与x有何关系?

正确答案

解:(1)A由静止滑至底端过程:

解得:

A在最低点时:

解得:N=3mg

由牛顿第三定律:A对轨道的压力大小N′=N=3mg,方向竖直向下,

(2)B与P碰撞时,A、B恰好共速,设A的位移为xA、B的位移为xB,则有

mv0=(m+M)v

对B:

对A:

联立①③④⑤解得:

所以有:

(3)由于,故B与P碰撞前,A不会滑离B.

(i)若x≥xB,则B与P碰撞时,A、B已共速,设A滑离B时的速度为vA,则碰后至A滑离B的过程有:

联立①③⑥解得:

A滑离B后做平抛运动,则有:

s=vAt⑨

联立⑦⑧⑨解得:

(ii)若0≤x≤xB,则B与P碰撞时,A、B还未共速,碰后A继续在B上滑行,A滑离B时的速度为vA,则有:

解得:>0,说明A能滑离B.

联立解得:

答:(1)小物块A滑至圆弧轨道底端时对轨道的压力为3mg,方向竖直向下;

(2)若B与P发生碰撞时A、B恰好共速,则L、x应满足

(3)若x≥xB;若0≤x≤xB

解析

解:(1)A由静止滑至底端过程:

解得:

A在最低点时:

解得:N=3mg

由牛顿第三定律:A对轨道的压力大小N′=N=3mg,方向竖直向下,

(2)B与P碰撞时,A、B恰好共速,设A的位移为xA、B的位移为xB,则有

mv0=(m+M)v

对B:

对A:

联立①③④⑤解得:

所以有:

(3)由于,故B与P碰撞前,A不会滑离B.

(i)若x≥xB,则B与P碰撞时,A、B已共速,设A滑离B时的速度为vA,则碰后至A滑离B的过程有:

联立①③⑥解得:

A滑离B后做平抛运动,则有:

s=vAt⑨

联立⑦⑧⑨解得:

(ii)若0≤x≤xB,则B与P碰撞时,A、B还未共速,碰后A继续在B上滑行,A滑离B时的速度为vA,则有:

解得:>0,说明A能滑离B.

联立解得:

答:(1)小物块A滑至圆弧轨道底端时对轨道的压力为3mg,方向竖直向下;

(2)若B与P发生碰撞时A、B恰好共速,则L、x应满足

(3)若x≥xB;若0≤x≤xB

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