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题型:简答题
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简答题 · 6 分

随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为49t,以54km/h的速率匀速行驶。发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5m/s2(不超载时则为5m/s2)。

(1)若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?

(2)若超载货车刹车时正前方25m处停着总质量为1t的轿车,两车将发生碰撞,设相互作用0.1s后获得相同速度,问货车对轿车的平均冲力多大?

正确答案

见解析。

解析

(1)货车刹车时的初速是v0=15vm/s ,末速是0,加速度分别是2.5m/s2和5m/s2,根据位移推论式得  

代入数据解得:  超载,m;不超载,m

(2)货车与轿车相撞时的速度为

m/s

相撞时动量守恒,有m/s

对轿车根据动量定理有解得N

知识点

牛顿运动定律的综合应用动量定理
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题型:简答题
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简答题 · 18 分

如图所示,静置于水平地面的三辆手推车沿一直线排列,质量均为m.人在极短时间内给第一辆车一水平冲量使其运动,当车运动了距离L时与第二车相碰,两车以共同速度继续运动了距离L时与第三车相碰,三车以共同速度又运动了距离L时停止,车运动时受到的摩擦阻力恒为车所受重力的k倍,重力加速度为g,若车与车之间仅在碰撞时发生相互作用,碰撞时间很短,忽略空气阻力,求:

(1)整个过程中摩擦阻力所做的总功;

(2)人给第一辆车水平冲量的大小;

(3)第一次与第二次碰撞系统动能损失之比。

正确答案

(1)-6kmgL (2)2m (3)13/3

解析

(1)设运动过程中摩擦阻力做的总功为W,则

W=-kmgL-2kmgL-3kmgL=-6kmgL

(2)设第一车初速度为u0,第一次碰前速度为v1,碰后共同速度为u1;第二次碰前速度为v2,碰后共同速度为u2;人给第一车的水平冲量大小为I.

由:

mv1=2mu1

2mv2=3mu2

得:I=mu0-0=2m

(3)设两次碰撞中系统动能损失分别为ΔEk1和ΔEk2.

由:

得ΔEk1/ΔEk2=13/3

知识点

动量定理弹性碰撞和非弹性碰撞
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

22.一质量为0.5kg的小物块放在水平地面上的A点,距离A点5m的位置B处是一面墙,如图所示。物块以v0=9m/s的初速度从A点沿AB方向运动,在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7m/s,碰后以6m/s的速度反向运动直至静止。g取10m/s2.

(1)   求物块与地面间的动摩擦因数μ;

(2)   若碰撞时间为0.05s,求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F;

(3)   求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W。

正确答案

(1)由动能定理,有:  可得

(2)由动量定理,有   可得

(3)

解析

解析已在路上飞奔,马上就到!

知识点

动量定理动能定理的应用
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题型:简答题
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简答题 · 19 分

某兴趣小组用如题25图所示的装置进行实验研究。他们在水平桌面I固定一内径为d的圆柱形玻璃杯,杯口I放置一直径为d ,质量为m 的均匀薄圆板,板内放一质量为2m的物块。板中心,物块均在杯的轴线,则物体与板间动摩擦因数为c,不考虑板与杯口之间的摩擦力,重力加速度为g,不考虑板翻转。

(1)对板施加指向圆心的水平外力F,设物块与板间最大静摩擦力为L,若物块能在板上滑动. 求F应满足的条件

(2)如果对板施加的指向圆心的水平外力是作用时间极短的较大冲击力,冲量为I

①  I应满足什么条件才能使物块从板上掉下?

②  物块从开始运动到掉下时的位移s为多少?

③  根据s与L的关系式,说明要使s更小,冲量应如何改变

正确答案

见解析

解析

解:

(1)设圆板与物块相对静止时,它们之间的静摩擦力为f,共同加速度为a

由牛顿运动定律,有

对物块  f=2ma       对圆板           F-f=ma

两物相对静止,有  f≤fmax

得    F≤fmax

相对滑动的条件           F>fmax

(2)设冲击刚结束时圆板获得的速度大小为v0,物块掉下时,圆板和物块速度大小分别为v1和v2.

由动量定理,有    I=mv0

由动能定理,有

对圆板-2mg(s+d)=mv12mv02

对物块2mgs=(2m)v22-0

由动量守恒定律,有

mv0=mv1+2mv2

要使物块落下,必须    v1>v2

由以上各式得

I>m

s=

分子有理化得

s=

根据上式结果知:I越大,s越小.

知识点

牛顿运动定律的综合应用动量定理
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)用频率为的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为的三条谱线,且,则       

a

b   

d

(2)如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙。重物质量为木板质量的2倍,重物与木板间的动摩擦因数为。使木板与重物以共同的速度向右运动,某时刻木板与墙发生弹性碰撞,碰撞时间极短。求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间。设木板足够长,重物始终在木板上。重力加速度为

正确答案

见解析

解析

(1)b

(2)解:第一次与墙碰撞后,木板的速度反向,大小不变,此后木板向左做匀减速运动,重物向右做匀减速运动,最后木板和重物达到共同的速度。设木板的质量为m,重物的质量为2m,取向右为动量的正向,由动量守恒得

设从第一次与墙碰撞到重物和木板具有共同速度v所用的时间为,对木板应用动量定理得

由牛顿第二定律得

式中为木板的加速度。

在达到共同速度v时,木板离墙的距离

开始向右做匀速运动到第二次与墙碰撞的时间为

从第一次碰撞到第二次碰撞所经过的时间为

由以上各式得

知识点

动量定理动量守恒定律氢原子的能级公式和跃迁
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题型:简答题
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简答题 · 14 分

一物体放在水平地面上,如图Ⅰ所示,已知物体所受水平拉力F随时间的变化情况如图2所示,物体相应的速度随时间的变化关系如图3所示。求:

(1)0~8s时间内拉力的冲量;

(2)0~6s时间内物体的位移;

(3)0~10s时间内,物体客服摩擦力所做的功。

正确答案

见解析

解析

(1)由图2知

(2)由图3知物体的位移为

(3)由图2知,在6~8s时间内,物体作匀速运动,于是有f=2N

由图3知在0~10s时间内,物体的总位移为

所以

知识点

匀变速直线运动的图像动量定理动能定理的应用
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题型:简答题
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简答题 · 20 分

如图所示,一木板放置在水平桌面上, A、B两个小物体通过不可伸长的轻绳相连,并且跨过轻滑轮,A物体放置在木板的最左端,滑轮与物体A间的细绳平行于桌面。已知木板的质量m1=20.0kg,物体A的质量m2=4.0kg,物体B的质量m3=1.0kg,物体A与木板间的动摩擦因数,木板长L=2m,木板与物体A之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。忽略水平桌面与木板间的摩擦。重力加速度g取10m/s2。为了使A、B两个物体以及木板均保持静止状态,现对木板施加水平向左的力F1

(1)求力F1的大小;

(2)为了使物体A随着木板一起向左运动,并且不发生相对滑动,现把力F1替换为水平向左的力F2,求力F2的最大值;

(3)现用水平向左的力打击木板,同时撤去力F1。使物体B上升高度hB=1.0m(物体B未碰触滑轮)时,物体A刚好到达木板最右端。求打击木板的冲量大小I。

正确答案

见解析。

解析

(1)

对物体B受力分析如图1所示,

根据共点力平衡条件   T1=m3g    ①

对物体A和木板组成的整体受力分析如图2所示

根据共点力平衡条件得   F1=T1    ②

代入数据,由①、②得  F1=10N

(2)

运动过程中,三个物体的加速度大小相等,设加速度大小为a。

对物体B受力分析如图3所示,

根据牛顿第二定律   T2–m3g= m3a   ③

对物体A受力分析如图4所示,

根据牛顿第二定律   f–T2 = m2a     ④

此时,f =μm2g     ⑤

代入数据,由③、④、⑤式得

a =2.0m/s2

对木板受力分析如图5所示,

根据牛顿第二定律   F2–f= m1a    ⑥

将加速度代入⑥式得   F2= 60N

(3)

由于木板与物体A之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物体A、B运动的加速度与(2)中的加速度相等。即a =2.0m/s2

设物体B上升高度hB=1.0m,所用时间为t,满足

代入数据,解得  t =1.0s

设木板减速运动过程中的加速度为

对木板受力分析如图6所示

根据牛顿第二定律 

代入数据,解得 

根据题意,物体B上升高度hB=1.0m过程中,

木块向左运动的位移x=L+hB=3m

设打击木板后的瞬间,木板的速度为v0

物体A刚好到达木板最右端时,木板的速度

对木板,根据运动学公式

代入数据,解得  v0=3.5m/s

根据动量定理  I=m1v0-0

代入数据,解得  I=70N·s

知识点

牛顿运动定律的综合应用动量定理
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

一劲度系数为k的轻质弹簧一端固定,另一端与质量为m的滑块相连。滑块在光滑水平面上做简谐运动,周期为T,振幅为A。滑块从最大位移向平衡位置运动的过程中,在求弹簧弹力的冲量大小时,有以下两种不同的解法:

关于以上两种解法,下列判断准确的是

A只有解法一正确

B只有解法二正确

C解法一和解法二都正确

D解法一和解法二都不正确

正确答案

B

解析

知识点

动量 冲量动量定理
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

18. “蹦极”运动中,长弹性绳的一端固定,另一端绑在人身上,人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直,到人第一次下降至最低点的过程中,下列分析正确的是(      )

A绳对人的冲量始终向上,人的动量先增大后减小

B绳对人的拉力始终做负功,人的动能一直减小

C绳恰好伸直时,绳的弹性势能为零,人的动能最大

D人在最低点时,绳对人的拉力等于人所受的重力

正确答案

A

解析

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知识点

动量定理机械能守恒定律
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

3.高空作业须系安全带.如果质量为的高空作业人员不慎跌落,从开始跌落到安全带对人刚产生作用力前人下落的距离为(可视为自由落体运动).此后经历时间安全带达到最大伸长,若在此过程中该作用力始终竖直向上。则该段时间安全带对人的平均作用力大小为(   )

A

B

C

D

正确答案

A

解析

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知识点

动量定理
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