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题型:简答题
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简答题

(2015秋•衡水校级期末)如图所示,一质量m2=0.25kg的平顶小车,在车顶右端放一质量m3=0.2kg的小物体,小物体可视为质点,与车顶之间的动摩擦因数μ=0.4,小车静止在光滑的水平轨道上.现有一质量m1=0.05kg的子弹以水平速度v0=12m/s射中小车左端,并留在车中(子弹与车相互作用时间很短).若使小物体不从平顶小车上滑出,取g=10m/s2.试求:

(1)小车的最小长度是多少?最后小物体和小车的共同速度是多少?

(2)小物体在小车上相对小车滑行的时间.

正确答案

解:(1)子弹进入小车的过程中,子弹与小车组成的系统动量守恒,以子弹速度初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

m1v0=(m2+m1)v1…①

由三物体组成的系统动量守恒,以子弹速度初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

(m2+m1)v1=(m2+m1+m3)v2…②

设小车最小长度为L,三物体相对静止后,对系统利用能量守恒定律得:

(m2+m1)v12-(m2+m1+m3=μm3gL…③

联立以上方程解得:L=0.3m   

车与物体的共同速度为:v2=1.2m/s

(2)以m3为研究对象,利用动量定理可得: 

解得:t=0.3s

答:(1)小车的最小长度应为0.3m,最后小物体与小车的共同速度为1.2m/s;

(2)小物体在小车上相对小车滑行的时间为0.3s.

解析

解:(1)子弹进入小车的过程中,子弹与小车组成的系统动量守恒,以子弹速度初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

m1v0=(m2+m1)v1…①

由三物体组成的系统动量守恒,以子弹速度初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

(m2+m1)v1=(m2+m1+m3)v2…②

设小车最小长度为L,三物体相对静止后,对系统利用能量守恒定律得:

(m2+m1)v12-(m2+m1+m3=μm3gL…③

联立以上方程解得:L=0.3m   

车与物体的共同速度为:v2=1.2m/s

(2)以m3为研究对象,利用动量定理可得: 

解得:t=0.3s

答:(1)小车的最小长度应为0.3m,最后小物体与小车的共同速度为1.2m/s;

(2)小物体在小车上相对小车滑行的时间为0.3s.

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题型: 单选题
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单选题

两个质量相等的小球在光滑水平面上沿同一直线同方向运动,A球的动量是8kg•m/s,B球的动量是5kg•m/s,A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后A、B两球的动量可能值是(  )

ApA=6kg•m/s,PB=7kg•m/s

BpA=3kg•m/s,PB=10kg•m/s

CpA=-2kg•m/s,PB=14kg•m/s

DpA=7kg•m/s,PB=6kg•m/s

正确答案

A

解析

解:以A、B两球组成的系统为对象.设两球的质量均为m.当A球追上B球时发生碰撞,遵守动量守恒.由题,碰撞前总动量为:p=pA+pB=(8+5)kg•m/s=13kg•m/s.碰撞前总动能为:Ek=+=+=

A、碰撞后,总动量为p′=pA′+pB′=(6+7)kg•m/s=13kg•m/s,符合动量守恒定律.碰撞后总动能为 Ek′=+=<Ek,符合总动能不增加;故A正确.

B、碰撞后,总动量为p′=pA′+pB′=(3+10)kg•m/s=13kg•m/s,符合动量守恒定律.碰撞后总动能为 Ek′=+=>Ek,总动能增加,违反了能量守恒定律,不可能.故B错误.

C、碰撞后,总动量为p′=pA′+pB′=(-2+14)kg•m/s=12kg•m/s,不符合动量守恒定律.不可能发生.故C错误.

D、碰撞后,总动量为p′=pA′+pB′=(7+6)kg•m/s=13kg•m/s,符合动量守恒定律.碰撞后总动能为Ek′=+=<Ek,符合总动能不增加;由于两球的质量相等,碰撞后A的动量较大,速度较大,两者又同向运动,不符合实际运动情况,是不可能的,故D错误.

故选:A

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题型:简答题
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简答题

如图所示,甲、乙两车静止在光滑水平面上.人静止站立在甲车上,乙车装满砂.已知甲车和人的总质量等于乙车和砂的总质量,均为M,两车高度差为h,甲车右端与乙车中点相距s,在甲车右端另放一质量为m且与甲车无摩擦力的物体,若人将物体向右踢出,使物体恰好落在乙车的中点.不计物体陷入砂中的深度,且人相对于甲车始终静止.求:

(1)乙车最终的速度.

(2)人做了多少功?

正确答案

解:(1)设m飞出速度为v1,人和甲车速度为v2,对m平抛过程有

 

联立解得,v1=s

m与乙车作用过程,设作用后共同速度为v,水平方向动量守恒,则有

  mv1=(m+M)v          

联立得:v=

(2)人踢开物体m的过程,由动量守恒得:

  Mv2=mv1

由功能关系得:

联立得:

答:(1)乙车最终的速度是

(2)人做功为

解析

解:(1)设m飞出速度为v1,人和甲车速度为v2,对m平抛过程有

 

联立解得,v1=s

m与乙车作用过程,设作用后共同速度为v,水平方向动量守恒,则有

  mv1=(m+M)v          

联立得:v=

(2)人踢开物体m的过程,由动量守恒得:

  Mv2=mv1

由功能关系得:

联立得:

答:(1)乙车最终的速度是

(2)人做功为

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题型:简答题
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简答题

如图所示,在光滑的水平面上有两个物块,其质量分别为M和m,现将两物块用一根轻质细线拴接,两物块中间夹着一个压缩的轻弹簧,弹簧与两物块未拴接,它们以共同速度v0在水平面上向右匀速运动.某时刻细线突然被烧断,轻弹簧将两物块弹开,弹开后物块M恰好静止.求弹簧最初所具有的弹性势能EP

正确答案

解:设弹簧将两物块弹开后,物块m的速度为v,弹簧弹开物块过程,系统动量守恒,以物块的初速度方向为正方向,对系统,由动量守恒定律得:

(M+m)v0=mv,

由机械能守恒定律得:

解得:

答:弹簧最初所具有的弹性势能

解析

解:设弹簧将两物块弹开后,物块m的速度为v,弹簧弹开物块过程,系统动量守恒,以物块的初速度方向为正方向,对系统,由动量守恒定律得:

(M+m)v0=mv,

由机械能守恒定律得:

解得:

答:弹簧最初所具有的弹性势能

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题型:填空题
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填空题

质量相等的五个物块在光滑水平面上间隔一定距离排成一直线.具有初动能Eo的物块1向其它4个静止物块运动,依次发生碰撞,每次碰撞后不再分开,最后5个物块粘成一整体,这个整体的动能等于______

正确答案

E0

解析

解:取向右为正方向,设每个物体的质量为m.第一号物体的初动量大小为P0,最终五个物体的共同速度为v.

以三个物体组成的系统为研究对象,对于整个过程,选向右的方向为正,根据动量守恒定律得:P0=5mv,

又P0=mv0,E0=mv02,联立得:=5mv,

则得:v=

整体的动能为 Ek=•5mv2=m(2=E0

故答案为:E0

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
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