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题型:简答题
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简答题

用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块,木块静止,如图实线所示.现有一质量为m初速度为v0的子弹自左方水平射入木块并停留在木块中,然后又与木块摆起到如图虚线所示的最大高度处,设子弹射入时间极短.求:

(1)子弹射入木块后瞬间子弹和木块的共同速度大小;

(2)子弹与木块上升的最大高度.

正确答案

解:(1)子弹射入木块过程系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,

由动量守恒定律得:mv0=(M+m)v,解得:v=

(2)子弹和木块一起上升过程中,只有重力做功,机械能守恒,

由机械能守恒定律得:(M+m)v2=(M+m)h,解得:h=

答:(1)子弹射入木块后瞬间子弹和木块的共同速度大小为

(2)子弹与木块上升的最大高度为

解析

解:(1)子弹射入木块过程系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,

由动量守恒定律得:mv0=(M+m)v,解得:v=

(2)子弹和木块一起上升过程中,只有重力做功,机械能守恒,

由机械能守恒定律得:(M+m)v2=(M+m)h,解得:h=

答:(1)子弹射入木块后瞬间子弹和木块的共同速度大小为

(2)子弹与木块上升的最大高度为

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题型:简答题
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简答题

如图所示,粗糙水平地面上固定一半径为R的四分之一光滑半圆轨道AB,甲物块从其顶点A静止释放,进入水平部分时与原来静止在B点的乙物块相碰,并粘在一起继续运动.甲乙两物块质量分别为m、2m,均可看成质点,与水平面的摩擦因数均为μ.求两物块停止时离B点的距离.

正确答案

解:设甲到达B点的速度为碰后速度为静止时离点的距离为,物块甲从的过程机械能守恒,则有:

mgR=m 

解得:v1=

碰撞过程,AB组成的系统动量守恒,则有:

解得:v2=     

共同运动过程,由动能定理得:3m=μ3mgL 

静止时离点的距离为:L=

答:两物块停止时离B点的距离是

解析

解:设甲到达B点的速度为碰后速度为静止时离点的距离为,物块甲从的过程机械能守恒,则有:

mgR=m 

解得:v1=

碰撞过程,AB组成的系统动量守恒,则有:

解得:v2=     

共同运动过程,由动能定理得:3m=μ3mgL 

静止时离点的距离为:L=

答:两物块停止时离B点的距离是

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题型:填空题
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填空题

如图,A为内壁长为2m的U型框,框内有一小球B.某时刻开始,小球从框的中点以1m/s的速度向右匀速直线运动,与框右侧挡板碰撞后立刻以相等的速度返回,以后的每次碰撞小球只改变速度方向,且不计碰撞时间.

(1)若框始终静止,则4s内小球与框碰撞的次数为______次.

(2)若框始终以0.5m/s的速度向右匀速直线运动,则3s末小球与框左侧挡板的距离为______m.

正确答案

2

0.5

解析

解:(1)4s内小球的路程wei:s=vt=1m/s×4s=4m,

框静止不动,小球从中点开始向右运动,在4s内的路程为4m,小球运动1m与框发生第一次碰撞,在经过2m,共运动1m+2m=3m与框发生第二次碰撞,要发生第三次碰撞需要在运动2m,小球需一共需要运动3m+2m=5m,

在4s内小球运动了4m,因此在4s内小球与框碰撞2次;

(2)小球与框同时向右运动,小球与框的右侧发生第一次碰撞的时间:

t1===2s,

与框碰撞后,小球返回,向左运动,再经过1s小球的路程:

s=vt=1m/s×s=1m,

框的路程:s′=vt=0.5m/s×1s=0.5m,

此时小球与框左侧挡板的距离为:

2m-1m-0.5m=0.5m,

即3s末小球与框左侧挡板的距离为0.5m;

故答案为:2;0.5.

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题型:简答题
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简答题

(1)写出下列两个核反应的反应方程:

1327Al(铝核)俘获一个α粒子后放出一个中子:______

α粒子轰击714N(氮核)放出一个质子:______

(2)如图所示,质量分别为m1,和m2,的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1,v2同向运动并发生对心碰撞,碰后m2被右侧的墙原速率弹回,又与m1相碰,碰后两球都静止.求:

①第一次碰后m1球的速度大小.

②第二次碰撞过程损失的机械能.

正确答案

解:(1)由质量数与核电荷数守恒定律可知反应方程式为:

(2)①两球碰撞过程动量守恒,以两球组成的系统为研究对象,以向右为正方向,由动量守恒定律得:

第一次碰撞过程:

第二次碰撞过程:

联立解得:v1′=

②第二次碰撞过程,由能量守恒定律得:

解得损失的机械能:

故答案为:(1)

(2)①第一次碰后m1球的速度大小为

②第二次碰撞过程损失的机械能

解析

解:(1)由质量数与核电荷数守恒定律可知反应方程式为:

(2)①两球碰撞过程动量守恒,以两球组成的系统为研究对象,以向右为正方向,由动量守恒定律得:

第一次碰撞过程:

第二次碰撞过程:

联立解得:v1′=

②第二次碰撞过程,由能量守恒定律得:

解得损失的机械能:

故答案为:(1)

(2)①第一次碰后m1球的速度大小为

②第二次碰撞过程损失的机械能

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题型:简答题
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简答题

如图所示,弹枪AA′离竖直墙壁BC距离x=2.4m,质量m1=0.5kg的“愤怒的小鸟”从弹枪上A′点弹出后,抛射至光滑圆弧轨道最低点C点,A′C的竖直高度差y=1.8m.“小鸟”在C处时,速度恰好水平地与原来静止在该处的质量为m2=0.3kg的石块发生弹性碰撞,碰后石块沿圆弧轨道上滑,圆弧轨道半径R=0.5m,石块恰好能通过圆弧最高点D,之后无碰撞地从E点离开圆弧轨道进入倾斜轨道MN(无能量损失),且斜面MN的倾角θ=37°,∠EOD=37°,石块沿斜面下滑至P点与原来藏在该处的“猪头”发生碰撞并击爆它,石块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,PE之间的距离s=0.5m.已知“小鸟”、石块、“猪头”均可视为质点,重力加速度g=10m/s2,空气阻力忽略不计(sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:

(1)石块与“猪头”碰撞时的速度大小;

(2)“小鸟”与石块碰前的速度大小;

(3)“小鸟”与石块相碰之前离斜面MN的最近距离.

正确答案

解:(1)石块恰好过圆弧最高点D,设在D点时的速度为vD,则有:m2g=m2

解得:vD=m/s

设石块在P点与“猪头”碰撞时的速度为vP,石块从D至P的过程,由动能定理可知:

m2g[R(1-cosθ)+s•sinθ]-μm2gcosθ•s=-

解得:vP=3m/s

(2)设石块在C点碰后的速度为vC,石块从C至D的过程,由动能定理可知:

-m2g•2R=-

解得:vC=5m/s

设“小鸟”与石块碰前的速度为v,碰后速度为v′,在碰撞过程,取向右为正方向,以“小鸟”与石块组成的系统为研究对象,由动量守恒和能量守恒可知:

m1v=m1v′+m2vC

=+

联解可得:v=4m/s

(3)将“小鸟”从A′至C的运动可逆向视为从C至A′的平抛运动,设历时t,“小鸟”的速度与A′C连线平行,由vy=gt,vx=v,tanθ=

联解可得:t=0.3s,

此时“小鸟”离A′C连线的距离设为h,h=,x′=vt,

则“小鸟”离斜面MN最近的距离为△h,△h=R(1+cosθ)-h

得:△h=0.54m

答:(1)石块与“猪头”碰撞时的速度大小为3m/s;

(2)“小鸟”与石块碰前的速度大小为4m/s;

(3)“小鸟”与石块相碰之前离斜面MN的最近距离为0.54m.

解析

解:(1)石块恰好过圆弧最高点D,设在D点时的速度为vD,则有:m2g=m2

解得:vD=m/s

设石块在P点与“猪头”碰撞时的速度为vP,石块从D至P的过程,由动能定理可知:

m2g[R(1-cosθ)+s•sinθ]-μm2gcosθ•s=-

解得:vP=3m/s

(2)设石块在C点碰后的速度为vC,石块从C至D的过程,由动能定理可知:

-m2g•2R=-

解得:vC=5m/s

设“小鸟”与石块碰前的速度为v,碰后速度为v′,在碰撞过程,取向右为正方向,以“小鸟”与石块组成的系统为研究对象,由动量守恒和能量守恒可知:

m1v=m1v′+m2vC

=+

联解可得:v=4m/s

(3)将“小鸟”从A′至C的运动可逆向视为从C至A′的平抛运动,设历时t,“小鸟”的速度与A′C连线平行,由vy=gt,vx=v,tanθ=

联解可得:t=0.3s,

此时“小鸟”离A′C连线的距离设为h,h=,x′=vt,

则“小鸟”离斜面MN最近的距离为△h,△h=R(1+cosθ)-h

得:△h=0.54m

答:(1)石块与“猪头”碰撞时的速度大小为3m/s;

(2)“小鸟”与石块碰前的速度大小为4m/s;

(3)“小鸟”与石块相碰之前离斜面MN的最近距离为0.54m.

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
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