热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型:简答题
|
简答题

如图,粗糙斜面与光滑水平面通过光滑小圆弧平滑连接,斜面倾角θ=37°。A、B是两个质量均为m=1kg的小滑块(可看作质点),B的左端连接一轻质弹簧。若滑块A在斜面上受到F=4N,方向垂直斜面向下的恒力作用时,恰能沿斜面匀速下滑。现撤去F,让滑块A从斜面上,距斜面底端L=1m处,由静止开始下滑。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)求滑块A与斜面间的动摩擦因数;

(2)求滑块A到达斜面底端时的速度大小;

(3)滑块A与弹簧接触后粘连在一起。求此后弹簧的最大弹性势能。

正确答案

解:(1)滑块沿斜面匀速下滑时受力如图1所示

 

根据牛顿第二定律mgsinθ=μN,N=mgcosθ+F

解得=0.5

(2)滑块沿斜面加速下滑时受力如图2所示

设滑块滑到斜面低端时的速度为v1,根据动能定理

代入数据解得v1=2 m/ s

(3)以A、B、弹簧为研究对象,设它们共同的速度为v2

根据动量守恒定律

设弹簧的最大弹性势能为Ep,根据能量守恒

代入数据解得Ep=1J

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,水平放置的弹簧左端固定,小物块P(可视为质点)置于水平桌面上的A点,并与弹簧右端接触,此时弹簧处于原长。现用水平向左的推力将P缓慢地推至B点,此时弹簧的弹性势能为EP=21J。撤去推力后,P沿桌面滑上一个停在光滑水平地面上的长木板Q上,已知P、Q的质量分别为m=2kg、M=4kg,A、B间的距离L1=4m,A距桌子边缘C的距离L2=2m,P与桌面及P与Q间的动摩擦因数都为μ=0.1,g取10m/s2,求:

(1)要使P在长木板Q上不滑出去,长木板至少多长?

(2)若长木板的长度为2.25m,则P滑离木板时,P和Q的速度各为多大?

正确答案

解:

(1)小物块从B点运动到C点的过程中,根据能量守恒定律

Ep-

若小物块滑到木板右端时与长木板具有共同速度,所对应的长木板具有最小的长度Lm,根据动量守恒和能量守恒定律:

得:

(2)设小物块滑离木板时,它们的速度分别为,根据动量守恒和能量守恒定律:

得:

因此小物块滑离木板时,它们的速度分别为,

1
题型:简答题
|
简答题

【选修3-5选做题】

如图所示,光滑水平面上有一小车B,右端固定一砂箱,砂箱左侧连接一水平轻弹簧,小车和砂箱的总质量为M,车上放一小物体A,质量也是M,小物体A随小车以速度v0向右匀速运动,此时弹簧处于自由长度状态(小物体A与弹簧没有连接).小物体A与左侧车面间有摩擦,动摩擦因数为μ,与其它车面间无摩擦,在匀速运动时,距砂面H高处有一质量为m的泥球自由下落,恰好落在砂箱中.求:  

(1)小车在前进中,弹簧弹性势能的最大值? 

(2)为使小物体A不从车上滑下,车面粗糙部分至少应为多长?

正确答案

解:(1)小球掉小车的过程小球与车水平方向的动量守恒0=(+)1  

弹簧的压缩量最大时,设共同速度为2,则有0+(+)1=(2+)2  

由能量转化和守恒关系有p=  

解以上方程,得p=  

(2)根据功能关系有μ=P  

1
题型:简答题
|
简答题

【选修3-5选做题】

如图所示,光滑曲面轨道的水平出口与停在光滑水平面上的平板小车上表面相平,小车上表面不光滑,质量为m的小滑块从光滑轨道上某处由静止开始滑下并滑上小车,使得小车在水平面上滑动。已知小滑块从高为H的位置由静止开始滑下,最终停到小车上。若小车的质量为M,重力加速度为g,求:

(1)滑块滑上小车后,小车达到的最大速度v;

(2)该过程系统产生的内能Q。

正确答案

解:(1)滑块由高处运动到轨道底端的过程中,机械能守恒,则

滑块滑上平板后,系统水平方向不受外力,动量守恒,小车的最大速度为与滑块达到的共同速度,设为v,则

mv0=(m+M)v

解得

(2)由能量转化与守恒定律知,系统产生的内能等于系统损失的机械能,即

1
题型:简答题
|
简答题

【选修3-5选做题】

质量为M=2 kg的木板若固定在光滑的水平地面上,质量为m=0.04kg的子弹以速度v1=500 m/s射入,射出时子弹速度v2=300 m/s,如图所示,今将钉子拔掉,子弹穿出木块后的速度为多大?(设前后两次子弹和木块的作用力相同)

正确答案

解:木块固定时,系统摩擦力所做的功Wf

将固定木块的钉子拔出后,子弹仍能射出木块。以m和M组成的系统为研究对象,系统在水平方向动量守恒,根据动量守恒和能量守恒得

mv1=mv'+Mv    ②

由①②③解得v'= 298.5 m/s

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,光滑水平面上停着一个质量为的木块乙,乙上固定着一轻质弹簧,另一个质量为的木块以速度为v0向右运动,求弹簧在压缩过程中所具有的最大弹性势能(设压缩量在弹性限度内)。

正确答案

解:弹簧压缩量最大时,两木块速度相等,设为v,此时弹性势能最大,由动量守恒定律有:

由能量守恒定律知,最大弹性势能等于系统减少的动能,有:

=

1
题型:简答题
|
简答题

【选修3-5选做题】

如图所示,固定在地面上的光滑圆弧轨道AB、EF,他们的圆心角均为90°,半径均为R。一质量为m、上表面长也为R的小车静止在光滑水平面CD上,小车上表面与轨道AB、EF的末端B、E相切。一质量为m的物体(大小不计)从轨道AB的A点由静止下滑,由末端B滑上小车,小车在摩擦力的作用下向右运动。当小车右端与壁DE刚接触时,物体m恰好滑动到小车右端相对于小车静止,同时小车与DE相碰后立即停止运动但不粘连,物体则继续滑上圆弧轨道EF,以后又滑下来冲上小车。求:

(1)物体从A点滑到B点时的速率和滑上EF前的瞬时速率;

(2)水平面CD的长度。

正确答案

解:(1)设物体从A滑落至B时速率为v0,由动能定理得

物体与小车相互作用过程中,系统动量守恒,设共同速度为v1则mv0=2mv1

(2)设二者之间的摩擦力为Ff对物体由动能定理得

对系统由能量守恒得

解得

1
题型:简答题
|
简答题

【选修3-5选做题】

如图所示,a、b两滑块质量分别为m1和m2,m12,并分别套在水平光滑导杆上,a、b之间连接轻质弹簧,弹簧的自然长度与导杆间距离相等,大小为d,导杆足够长,开始时a、b在同一竖直线上,且处于静止状态,现给b一个水平冲量I,自此后,求:

(1)a滑块能达到的最大速度为多少?

(2)两滑块间有最大距离时,滑块a的速度大小为多少?

正确答案

解:(1)当弹簧再次恢复原长时a滑块的速度达到最大。设a滑块的最大速度为v1,a滑块达到最大速度时b滑块的速度为v2,由动量定理、动量守恒和能量守恒得

I=m2v0m2v0=m2v2+m1v1

解得

(2)两滑块间有最大距离时,两滑块的速度相等。设此时速度为v,由动量守恒得

m2v0=(m1+m2)v

1
题型:简答题
|
简答题

(选修3-5选做题)

如图所示,质量为M,长为L的小车静止在光滑水平面上,小车最右端固定有一个厚度不计的竖直挡板,另有一质量为m的小物体以水平向右的初速度v0从小车最左端出发,运动过程中与小车右端的挡板发生无机械能损失的碰撞,碰后小物体恰好停在小车的最左端。求:  

(1)小物体停在小车的最左端时小车的速度多大?  

(2)小物体与小车间的动摩擦因数多大?

正确答案

解:(1)小物体停在小车的最左端时小车与小物体有共同速度,设为v,由动量守恒定很有:

(2)对系统由能量守恒定律得:-

1
题型:简答题
|
简答题

如图所示,一块质量为2 kg的物体A以v0=3.0 m/s的速度沿水平方向滑上静止在光滑水平面上的质量为2kg的平板车B,平板车B上表面水平,A、B之间的动摩擦因数为0.05,取g=10 m/s2

(1)若平板车足够长,求B的最大速度;

(2)若要A不滑离B,平板车至少要多长?

正确答案

解:(1)因为平板车足够长,所以A不会滑离B,则在摩擦力的作用下,最终A、B达到相同速度,设为vB,由动量守恒有:

mAv0=(mA+mB)vB

解得:vB=1.5 m/s

(2)若要A不滑离B,则至少A滑到B另一端时A、B达到相同速度,由能量守恒定律知:

μmAgL=-

解得:L=4.5 m

百度题库 > 高考 > 物理 > 能量守恒定律与能源

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/10
  • 下一题