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题型:简答题
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简答题

如图所示,一枚质量为0.05kg的子弹以100m/s的速度打入静止在光滑平台上的木块,木块质量为0.95kg(子弹经过t=0.01s留在木块里),平台右侧的光滑水平面上放有平板小车,最终木块未滑离小车.已知小车质量为4kg,小车与滑块之间的动摩擦因数为0.4.求:

①子弹打入木块的过程中,子弹受到的平均阻力大小.

②小车的长度至少为多少.

正确答案

解:(1)规定向右为正方向,对子弹和木块组成的系统运用动量守恒有:m1v0=(m1+m2)v1

解得

根据动量定理得,-ft=m1v-m1v0

解得f=475N.

(2)规定向右为正方向,对子弹、木块和小车组成的系统运用动量守恒得,(m1+m2)v1=(m1+m2+m3)v′,

根据能量守恒有:μ(m1+m2)gL=

联立代入数据解得L=2.5m.

答:(1)子弹打入木块的过程中,子弹受到的平均阻力大小为475N.

(2)小车的长度至少为2.5m.

解析

解:(1)规定向右为正方向,对子弹和木块组成的系统运用动量守恒有:m1v0=(m1+m2)v1

解得

根据动量定理得,-ft=m1v-m1v0

解得f=475N.

(2)规定向右为正方向,对子弹、木块和小车组成的系统运用动量守恒得,(m1+m2)v1=(m1+m2+m3)v′,

根据能量守恒有:μ(m1+m2)gL=

联立代入数据解得L=2.5m.

答:(1)子弹打入木块的过程中,子弹受到的平均阻力大小为475N.

(2)小车的长度至少为2.5m.

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题型:简答题
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简答题

一质量为M的木块,静止在光滑的水平面上.别有一质量为m的子弹以水v0击中并射穿该木块.测得子弹刚射穿木块后的速度为.若将此木块固定在水平地面上,子弹仍以原来的速度击中木块,子弹与木块间阻力不变,求子弹射穿木块后的速度.

正确答案

解:设子弹射穿木块后,木块获得速度为v,

系统动量守恒,以向右为正方向,根据动量守恒定律得:mv0=m+Mv,

设子弹打穿固定的木块后,速度变为v1,子弹打穿木块过程所受阻力为f,木块厚度为d,

根据动能定理得:mv02-mv12=fd,

木块未固定时,根据能量守恒定律得:

mv02-m(v02-Mv2=fd,

由以上各式可解得:v1=

答:子弹射穿木块后的速度

解析

解:设子弹射穿木块后,木块获得速度为v,

系统动量守恒,以向右为正方向,根据动量守恒定律得:mv0=m+Mv,

设子弹打穿固定的木块后,速度变为v1,子弹打穿木块过程所受阻力为f,木块厚度为d,

根据动能定理得:mv02-mv12=fd,

木块未固定时,根据能量守恒定律得:

mv02-m(v02-Mv2=fd,

由以上各式可解得:v1=

答:子弹射穿木块后的速度

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题型:简答题
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简答题

如图所示,电阻不计的两光滑金属导轨放在水平绝缘桌面上,半径为R的圆弧部分处在竖直平面内,水平直导轨部分处在方向竖直向下的匀强磁场中,末端与桌面边缘平齐.两金属棒ab、cd垂直于两导轨且与导轨接触良好.棒ab质量为2m,棒cd的质量为m.重力加速度为g.

开始棒cd静止在水平直导轨上,棒ab从圆弧顶端无初速度释放,进入水平直导轨后与棒cd始终没有接触并一直向右运动,最后两棒都离开导轨落到地面上.棒ab与棒cd落地点到桌面边缘的水平距离之比为3:1.求:

①棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小;

②两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热.

正确答案

解:(1)ab棒刚进入水平导轨时,cd棒受到的安培力最大,此时它的加速度最大.

设ab棒进入水平导轨的速度为v1,ab棒从圆弧导轨滑下机械能定恒:

 2mgR=×2mv12

解得:v1= 

离开导轨时,设ab棒的速度为v1′,cd棒的速度为v2′,ab棒与cd棒在水平导轨上运动,棒ab和棒cd离开离开导轨时,设ab棒的速度为v1′,cd棒的速度为v2′.

由h=知两棒离开导轨做平抛运动的时间相等,由平抛运动水平位移x=vt可知 v1′:v2′=x1:x2=1:3

即 v1′=3v2

根据动量定恒得:

 2mv1=2mv1′+mv2

联立解得 v1′=,v2′=

(2)根据能量定恒,两棒在轨道上运动过程产生的焦耳热为

  Q=-(+

联立解得,Q=mgR

答:

(1)棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小分别是

(2)两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热是mgR.

解析

解:(1)ab棒刚进入水平导轨时,cd棒受到的安培力最大,此时它的加速度最大.

设ab棒进入水平导轨的速度为v1,ab棒从圆弧导轨滑下机械能定恒:

 2mgR=×2mv12

解得:v1= 

离开导轨时,设ab棒的速度为v1′,cd棒的速度为v2′,ab棒与cd棒在水平导轨上运动,棒ab和棒cd离开离开导轨时,设ab棒的速度为v1′,cd棒的速度为v2′.

由h=知两棒离开导轨做平抛运动的时间相等,由平抛运动水平位移x=vt可知 v1′:v2′=x1:x2=1:3

即 v1′=3v2

根据动量定恒得:

 2mv1=2mv1′+mv2

联立解得 v1′=,v2′=

(2)根据能量定恒,两棒在轨道上运动过程产生的焦耳热为

  Q=-(+

联立解得,Q=mgR

答:

(1)棒ab和棒cd离开导轨时的速度大小分别是

(2)两棒在导轨上运动过程中产生的焦耳热是mgR.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,固定水平台长L=2m,距离水平地面的高度为H=1.8m,左半部分粗糙,右半部分光滑,右边缘与半径R=1.6m的光滑半圆轨道相连,在平台的中央并排放着两个可视为质点的滑块A和B,质量分别为mA2kg、mB=1kg,开始时A、B均处于静止状态,并且A、B间夹有少量炸药,炸药爆炸,使得A、B分别向左右运动,B滑块恰能运动到光滑半圆轨道的最高点,并最终落到水平地面上的P点,A从固定水平台滑落后也落在P点.(取g=10m/s2)求:

(1)A、B间的炸药爆炸后,A、B的速度vA、vB各为多大?

(2)落点P离平台的水平距离s;

(3)固定水平台左半部分的动摩擦系数μ.

正确答案

解:(1)B滑块恰能运动到最高点为vb,由牛顿第二定律可得:  ①

因轨道光滑,由机械能守恒定律得: ②

A、B间的炸药爆炸,A、B组成系统动量守恒,由动量守恒定律得:mAvA-mBvB=0  ③

由①②③三式可解得:  ④

(2)B滑块从最高点飞出做平抛运动,设运动时间为tB,由平抛运动规律可得:s+L=v‘BtB

  ⑥

由①④⑤⑥式可解得:s=2m   ⑦

(3)设A滑块从固定水平左侧飞出的速度大小为vA′,由动能定理得:  ⑧

A滑块从固定水平左侧飞出的运动时间为:tAs=v'AtA

=10 ⑩

由④⑦⑧⑨⑩式可解得:μ=

答:(1)A、B间的炸药爆炸后,A、B的速度vA、vB各为4m/s.

(2)落点P离平台的水平距离s=2m;

(3)固定水平台左半部分的动摩擦系数μ=

解析

解:(1)B滑块恰能运动到最高点为vb,由牛顿第二定律可得:  ①

因轨道光滑,由机械能守恒定律得: ②

A、B间的炸药爆炸,A、B组成系统动量守恒,由动量守恒定律得:mAvA-mBvB=0  ③

由①②③三式可解得:  ④

(2)B滑块从最高点飞出做平抛运动,设运动时间为tB,由平抛运动规律可得:s+L=v‘BtB

  ⑥

由①④⑤⑥式可解得:s=2m   ⑦

(3)设A滑块从固定水平左侧飞出的速度大小为vA′,由动能定理得:  ⑧

A滑块从固定水平左侧飞出的运动时间为:tAs=v'AtA

=10 ⑩

由④⑦⑧⑨⑩式可解得:μ=

答:(1)A、B间的炸药爆炸后,A、B的速度vA、vB各为4m/s.

(2)落点P离平台的水平距离s=2m;

(3)固定水平台左半部分的动摩擦系数μ=

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题型: 单选题
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单选题

质量为3m的机车,其速度为v0.在与质量为2m的静止车厢碰撞后挂在一起时的速度为(  )

Av0

Bv0

Cv0

Dv0

正确答案

D

解析

解:根据动量守恒定律得

   3mv0=(3m+2m)v

得  v=,故D正确.

故选D

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
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