热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型:简答题
|
简答题

在工业中有一种感应控制装置,利用它进行如图情景演示.两根间距为L=5m的光滑平行金属导轨,电阻不计,左端向上弯曲,其余水平,水平导轨处在磁感应强度为B=0.4T的竖直向上的匀强磁场中,弯曲部分都不在磁场中.有两根金属棒垂直导轨放置,其中a棒质量为M=2kg,电阻为R=2Ω;b棒被感应控制装置固定在水平导轨上,距离水平导轨左端s=2m,b棒质量为m=1kg,电阻也为R=2Ω.现在a棒从左端弯曲导轨高H处静止释放,当a棒即将与b棒相碰时(已知此时a棒的速度v=2m/s),感应控制装置立即放开b棒,让它可以在导轨上自由运动,然后a与b发生弹性正碰.感应控制装置始终对a棒的运动没有任何影响,导轨足够长.则求:

(1)最终稳定后a棒的速度大小;

(2)a与b碰撞后的瞬间,b棒的速度大小;

(3)a棒的释放高度H.

正确答案

解:(1)放开b棒后,两棒组成的系统,合外力为零,动量守恒,a、b最终稳定后共速,根据系统的动量守恒得:Mv=(M+m)v

解得:v==m/s=m/s                                     

(2)a、b相碰后设速度分别是v1、v2,根据系统的动量守恒和机械能守恒得:

 Mv=Mv1+mv2

解得:

    

所以碰后b的速度为:

(3)a刚下滑至水平轨道时速度为v0有:MgH=   

至与b碰前有,取向右方向为正方向,对于a棒,根据动量定理得:

-BILt=Mv-Mv0

其中:=C=1C                    

代入得:v0=3m/s

所以:H=0.45m       

答:(1)最终稳定后a棒的速度大小为m/s;

(2)a与b碰撞后的瞬间,b棒的速度大小为m/s;

(3)a棒的释放高度H为0.45m.

解析

解:(1)放开b棒后,两棒组成的系统,合外力为零,动量守恒,a、b最终稳定后共速,根据系统的动量守恒得:Mv=(M+m)v

解得:v==m/s=m/s                                     

(2)a、b相碰后设速度分别是v1、v2,根据系统的动量守恒和机械能守恒得:

 Mv=Mv1+mv2

解得:

    

所以碰后b的速度为:

(3)a刚下滑至水平轨道时速度为v0有:MgH=   

至与b碰前有,取向右方向为正方向,对于a棒,根据动量定理得:

-BILt=Mv-Mv0

其中:=C=1C                    

代入得:v0=3m/s

所以:H=0.45m       

答:(1)最终稳定后a棒的速度大小为m/s;

(2)a与b碰撞后的瞬间,b棒的速度大小为m/s;

(3)a棒的释放高度H为0.45m.

1
题型:简答题
|
简答题

如图,EF为一水平面,O点左侧是粗糙的,O点右侧是光滑的,一轻质弹簧右端与墙壁固定,左端与质量为m的物块A相连,A静止在O点,弹簧处于原长状态,与物体A完全相同的物块B,在大小为F的水平恒力作用下由C处从静止开始向右运动.已知B与EO面间的滑动摩擦力大小为.物块B运动到O点与物块A相碰并一起向右运动(设碰撞时间极短),运动到D点时撤去外力F,已知CO=4s,OD=s,试求撤去处力后:

(1)弹簧的最大弹性势能

(2)物块B最终离O点的距离.

正确答案

解:(1)B与A碰前速度为v0,碰后速度为v1

根据动能定理研究B与A碰前过程:

(F-F)4S=mv02     (1)

B与A碰撞动量守恒得:

mv0=2m v1              (2)

当AB速度最后减到0时,弹簧具有最大弹性势能.根据功能关系得:

Ep=FS+2mv12 (3)

由(1)、(2)、(3)式得    Ep=FS

(2)设AB回到O点时速度为v2

根据能量守恒得:

Ep=2mv22            (4)

根据动能定理有:

-FL=0-mv22(5)

由(4)、(5)式得    L=5S

答:(1)弹簧的最大弹性势能为FS

(2)物块B最终离O点的距离是5S.

解析

解:(1)B与A碰前速度为v0,碰后速度为v1

根据动能定理研究B与A碰前过程:

(F-F)4S=mv02     (1)

B与A碰撞动量守恒得:

mv0=2m v1              (2)

当AB速度最后减到0时,弹簧具有最大弹性势能.根据功能关系得:

Ep=FS+2mv12 (3)

由(1)、(2)、(3)式得    Ep=FS

(2)设AB回到O点时速度为v2

根据能量守恒得:

Ep=2mv22            (4)

根据动能定理有:

-FL=0-mv22(5)

由(4)、(5)式得    L=5S

答:(1)弹簧的最大弹性势能为FS

(2)物块B最终离O点的距离是5S.

1
题型:简答题
|
简答题

A.如图甲所示,质量为m的不带电绝缘小物块B静止在b点,绝缘水平轨道abc与绝缘光滑圆弧轨道cd平滑连接,d为cd轨道的最高点.质量为m、电量为+q的小物块A以初速度自a点开始水平向右运动,到达b点与小物块B发生正碰,碰撞后A、B粘合在一起不再分离.与此同时,在分界面bb‘与分界面cc'之间的空间内附加一水平向左的电场,设小物块AB进入电场时为t=0时刻,电场随时间变化的图象如图乙所示,已知场强,a、b两点距离为l0,电场的宽度为 ,d点高度为l0,小物块A、B与水平轨道的动摩擦因数μ=0.5,其余摩擦不计,小物块A、B均视为质点.重力加速度用g表示.求:

(1)小物块A到达b点即将与小物块B碰撞前的速度vA大小.

(2)自小物块A从a点开始运动到小物块A、B第一次离开电场,试讨论在这个过程中摩擦力对小物块A、B做的总功Wf与L的关系

(3)判断小物块AB能否上滑到cd轨道的d点.

B.如图丙所示,a、b两滑块原来紧靠在一起,静止在水平面上的A点,滑块a、b的质量分别为m、2m,物块与水平地面间的动摩擦因数为0.1,B点为圆轨道的最低点,A、B之间的距离为5R.现在a、b在某种内力的作用下突然分开,a以的速度由A点开始向B点滑行,并滑上光滑的半径为R的 圆弧BC,在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台,沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q,旋转时两孔均能达到C点的正上方.若滑块滑过C点后从P孔上升又恰能从Q孔落下,求

(1)分开后b球获得的速度vb

(2)滑块a在B点时对轨道的压力;

(3)滑块上升至P点时的速度vP

(4)平台转动的角速度ω应满足什么条件?

正确答案

解:A、(1)小物块A从a点滑到b点,动能定理  

得     

即小物块A到达b点即将与小物块B碰撞前的速度vA大小为 

(2)A、B碰撞,设碰后速度为v,动量守恒定律mvA=2mv  

得:

AB一起在电场减速运动,设速度为0时,位移为S,动能定理   

代入得:  

对向右减速过程有 qE+μ.2mg=2ma1   得:

减速为0所用时间为:

对向左加速过程有  qE-μ.2mg=2ma2    得:    

  可得到达左边界bb‘的时间:

所以在电场中最长运动时间:    因tm<2T0,即小物块AB在bb'与cc'之间运动时,一直受到电场力作用.

讨论如下:

 ①当 时,L≤s,AB可以穿过电场右边界cc',

 ②当 时,L>s,AB在电场先向右做减速运动,速度减为0,由于qE=2mg>f=mg,即AB最后向左加速,从左边界bb'离开电场.则

即当

=-

(3)①当,AB穿越电场的右边界cc',设到达c的动能为EKc

由动能定理:

得:

即:

由于  Ekc<2mgl0,不能到达d点.  

②当 时,AB从左边界bb'离开电场,不能到达d点.

B.解:

(1)a、b分开的过程,选向右方向为正方向,由动量守恒得mva-2mvb=0

解之得:

(2)设滑块至B点时速度为vB,对滑块由A点到B点应用动能定理有:

对滑块在B点,由牛顿第二定律有:

解得:FN=9mg

由牛顿第三定律可知,滑块在B点时对轨道的压力大小   方向竖直向下.

(3)滑块从B点开始运动后机械能守恒,设滑块到达P处时速度为vP,则: 

解得:

(4)滑块穿过P孔后再回到平台的时间:t==4      

要想实现题述过程,需满足:ωt=(2n+1)π 

解得:

解析

解:A、(1)小物块A从a点滑到b点,动能定理  

得     

即小物块A到达b点即将与小物块B碰撞前的速度vA大小为 

(2)A、B碰撞,设碰后速度为v,动量守恒定律mvA=2mv  

得:

AB一起在电场减速运动,设速度为0时,位移为S,动能定理   

代入得:  

对向右减速过程有 qE+μ.2mg=2ma1   得:

减速为0所用时间为:

对向左加速过程有  qE-μ.2mg=2ma2    得:    

  可得到达左边界bb‘的时间:

所以在电场中最长运动时间:    因tm<2T0,即小物块AB在bb'与cc'之间运动时,一直受到电场力作用.

讨论如下:

 ①当 时,L≤s,AB可以穿过电场右边界cc',

 ②当 时,L>s,AB在电场先向右做减速运动,速度减为0,由于qE=2mg>f=mg,即AB最后向左加速,从左边界bb'离开电场.则

即当

=-

(3)①当,AB穿越电场的右边界cc',设到达c的动能为EKc

由动能定理:

得:

即:

由于  Ekc<2mgl0,不能到达d点.  

②当 时,AB从左边界bb'离开电场,不能到达d点.

B.解:

(1)a、b分开的过程,选向右方向为正方向,由动量守恒得mva-2mvb=0

解之得:

(2)设滑块至B点时速度为vB,对滑块由A点到B点应用动能定理有:

对滑块在B点,由牛顿第二定律有:

解得:FN=9mg

由牛顿第三定律可知,滑块在B点时对轨道的压力大小   方向竖直向下.

(3)滑块从B点开始运动后机械能守恒,设滑块到达P处时速度为vP,则: 

解得:

(4)滑块穿过P孔后再回到平台的时间:t==4      

要想实现题述过程,需满足:ωt=(2n+1)π 

解得:

1
题型:简答题
|
简答题

如图,小球a、b质量均为m,b球用长h的细绳(承受最大拉力为2.8mg)悬挂于水平轨道BC(距地高0.5h)的出口C处.a球从距BC高h的A处由静止释放后,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正碰并与b粘在一起.ED是放在水平地面上长为3R的垫子,试问:

(1)a与b球碰后瞬间的速度大小?

(2)a、b两球碰后,细绳是否会断裂?

(3)小球a、b两球碰后,绳子断裂,欲使小球能通过C点落到垫子外,小球在A点下滑高度H 至少是多少?

正确答案

解:(1)根据动能定理知,,解得a球与b球碰撞前的速度为:

规定向左为正方向,根据动量守恒定律得,mva=2mv,解得a与b碰后瞬间的速度大小为:v=

(2)根据牛顿第二定律得:,解得:T=3mg>2.8mg,可知细绳断裂.

(3)根据0.5h=得:t=

则落在垫子外平抛运动的最小初速度为:

根据动能定理得:

解得:H=

答:(1)a与b球碰后瞬间的速度大小为

(2)细绳会断裂;

(3)小球在A点下滑高度H 至少是

解析

解:(1)根据动能定理知,,解得a球与b球碰撞前的速度为:

规定向左为正方向,根据动量守恒定律得,mva=2mv,解得a与b碰后瞬间的速度大小为:v=

(2)根据牛顿第二定律得:,解得:T=3mg>2.8mg,可知细绳断裂.

(3)根据0.5h=得:t=

则落在垫子外平抛运动的最小初速度为:

根据动能定理得:

解得:H=

答:(1)a与b球碰后瞬间的速度大小为

(2)细绳会断裂;

(3)小球在A点下滑高度H 至少是

1
题型: 单选题
|
单选题

如图,质量为M的小车A停放在光滑的水平面上,小车上表面粗糙.质量为m的滑块B以初速度v0滑到小车A上,车足够长,滑块不会从车上滑落,则小车的最终速度大小为(  )

A

B

C

D

正确答案

C

解析

解:B滑上A的过程中,AB系统动量守恒,根据动量守恒定律得:

mv0=(M+m)v

解得:v=

故选:C

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
百度题库 > 高考 > 物理 > 动量守恒定律

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/5
  • 下一题