- 动量定理
- 共34题
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
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知识点
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
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
正确答案
解析
略
知识点
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( )
正确答案
解析
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知识点
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( )
正确答案
解析
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知识点
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