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题型:简答题
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简答题

(2015秋•高安市校级期末)如图所示,水平桌面上放着一个半径为R的光滑环形轨道,在轨道内放入两个质量分别是M和m的小球(均可看做质点),两球间夹着少许炸药.开始时两球接触,点燃炸药爆炸后两球沿轨道反向运动一段时间后相遇.到它们相遇时,M转过的角度θ是多少?

正确答案

解:在炸药爆炸瞬间,两球作为一个系统,其总动量守恒.以后两小球在轨道外壁弹力作用下在水平轨道内做匀速圆周运动,经过一段时间相遇.

设炸药爆炸后,M的速度为v1,m的速度为v2,两球的运动方向相反,由动量守恒定律有Mv1-mv2=0,即Mv1=mv2   ①

以后两球各自沿圆轨道做圆周运动,由于两球都只受外壁弹力(方向指向环中心),因此两球都做匀速圆周运动.设经过时间t两球再次相遇,则由运动学公式有

v1t+v2t=2πR  ②

由①式有v2=v1,代入②得:v1t=     

v1t就是小球M在圆环轨道内移过的距离(即弧长).

因此,小球M转过的角度θ==

答:它们相遇时,M转过的角度θ是

解析

解:在炸药爆炸瞬间,两球作为一个系统,其总动量守恒.以后两小球在轨道外壁弹力作用下在水平轨道内做匀速圆周运动,经过一段时间相遇.

设炸药爆炸后,M的速度为v1,m的速度为v2,两球的运动方向相反,由动量守恒定律有Mv1-mv2=0,即Mv1=mv2   ①

以后两球各自沿圆轨道做圆周运动,由于两球都只受外壁弹力(方向指向环中心),因此两球都做匀速圆周运动.设经过时间t两球再次相遇,则由运动学公式有

v1t+v2t=2πR  ②

由①式有v2=v1,代入②得:v1t=     

v1t就是小球M在圆环轨道内移过的距离(即弧长).

因此,小球M转过的角度θ==

答:它们相遇时,M转过的角度θ是

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题型:简答题
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简答题

如图所示,光滑水平地面上静止质量为2m的物体A,在A的右侧一定距离处,质量为3m的弹性小球B物体悬挂在长为L的轻绳下,恰好与水平面接触,一颗质量为m的子弹以某一速度射入A,并留在A中,与B发生碰撞后轻绳最大摆角为600,求子弹的速度v0

正确答案

解:子弹击中A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+2m)v1

A、B碰撞过程系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

(m+2m)v1=(m+2m)v1′+3mv2

由机械能守恒定律得:(m+2m)v12=(m+2m)v12+•3mv22

碰撞后,B摆动过程机械能守恒,对B由机械能守恒定律得:

•3mv22=3mgL(1-cos60°),

解得:v0=3

答:弹的速度为3

解析

解:子弹击中A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+2m)v1

A、B碰撞过程系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

(m+2m)v1=(m+2m)v1′+3mv2

由机械能守恒定律得:(m+2m)v12=(m+2m)v12+•3mv22

碰撞后,B摆动过程机械能守恒,对B由机械能守恒定律得:

•3mv22=3mgL(1-cos60°),

解得:v0=3

答:弹的速度为3

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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一长为L的木板B,上表面粗糙,在其左端有一光滑的圆弧槽C,与长木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面相平,B、C静止在水平面上.现有滑块A以初速v0从右端滑上B,一段时间后,以滑离B,

并恰好能到达C的最高点.A、B、C的质量均为m.求:

(1)A刚滑离木板B时,木板B的速度;

(2)A与B的上表面间的动摩擦因数μ;

(3)圆弧槽C的半径R;

(4)从开始滑上B到最后滑离C的过程中A损失的机械能.

正确答案

解:(1)当A在B上滑动时,A与BC整体发生相互作用,由于水平面光滑,图①→②A与BC组成的系统动量守恒,选向左的方向为正方向,有:

mv0=mv0+2mvB

解得:vB=v0

(2)图①→②,由能量守恒得知系统动能的减少量等于滑动过程中产生的内能即:

联立解得:μ=

(3)当A滑上C,B与C分离,A、C发生相互作用.设A到达最高点时两者的速度相等均为v2图②→③,A、C组成的系统水平方向动量守恒有:

mv0+mvB=2mv,

由A、C组成的系统机械能守恒:

联立解得:R=

(4)由图②→④,AC系统动量守恒有:

mv0+mv0=mvA+mvC

AC系统初、末状态动能相等,有:

解得:vA=v0

所以从开始滑上B到最后滑离C的过程中A损失的机械能为:△E=m-m=

答:(1)A刚滑离木板B时,木板B的速度大小是v0

(2)A与B的上表面间的动摩擦因数μ=

(3)圆弧槽C的半径是

(4)从开始滑上B到最后滑离C的过程中A损失的机械能是

解析

解:(1)当A在B上滑动时,A与BC整体发生相互作用,由于水平面光滑,图①→②A与BC组成的系统动量守恒,选向左的方向为正方向,有:

mv0=mv0+2mvB

解得:vB=v0

(2)图①→②,由能量守恒得知系统动能的减少量等于滑动过程中产生的内能即:

联立解得:μ=

(3)当A滑上C,B与C分离,A、C发生相互作用.设A到达最高点时两者的速度相等均为v2图②→③,A、C组成的系统水平方向动量守恒有:

mv0+mvB=2mv,

由A、C组成的系统机械能守恒:

联立解得:R=

(4)由图②→④,AC系统动量守恒有:

mv0+mv0=mvA+mvC

AC系统初、末状态动能相等,有:

解得:vA=v0

所以从开始滑上B到最后滑离C的过程中A损失的机械能为:△E=m-m=

答:(1)A刚滑离木板B时,木板B的速度大小是v0

(2)A与B的上表面间的动摩擦因数μ=

(3)圆弧槽C的半径是

(4)从开始滑上B到最后滑离C的过程中A损失的机械能是

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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质量分别为1kg和2kg的物块A、B,两物块一开始静止在水平面上,A、B用绳子系着,A、B间有一杯压缩的轻弹簧(绳子未画出).某时刻剪断绳子,A、B分别向左、右加速,在弹簧脱离A、B两物块的瞬间,物块A的速度为2m/s,则在弹簧脱离A、B两物块的瞬间,物块B的速度大小为______m/s,剪断绳子之前,弹簧的弹性势能是______J.

正确答案

解:规定向右为正方向,根据动量守恒定律得,0=mBvB+mAvA

代入数据解得vB=1m/s,

根据能量守恒得,弹簧的弹性势能=

故答案为:1,3.

解析

解:规定向右为正方向,根据动量守恒定律得,0=mBvB+mAvA

代入数据解得vB=1m/s,

根据能量守恒得,弹簧的弹性势能=

故答案为:1,3.

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题型: 多选题
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多选题

一人站在某车的一端,车原来相对于光滑地面静止,则(  )

A人在车上往返行走时,车的运动方向保持不变

B人从车的一端走向另一端的过程中,车向相反方向运动

C人在车上走动时,若人相对车突然静止,则车因惯性沿人运动的相反方向作匀速运动

D人在车上走动时,若人相对车突然静止,则车也同时停止运动

正确答案

B,D

解析

解:A、对于人和车组成的系统,所受的合外力为零,系统的动量守恒,规定人的运动方向为正方向,

根据动量守恒定律得:mv+Mv=0,解得:v=-,负号表示人运动方向与车运动方向相反,

所以人从车的一端走向另一端的过程中,车向相反方向运动.故A错误,B正确;

C、人在车上走动时,若人相对车突然静止,根据系统动量为零,车也同时停止运动,故C错误,D正确;

故选:BD.

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
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