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题型:简答题
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简答题

一质量为M=2kg的铁锤从距地面h=3.2m处自由下落,恰好落在地面上的一个质量为m=6kg的木桩上,随即与木桩一起向下运动,经时间t=0.1s停止运动.求木桩向下运动时受到地面的平均阻力大小.

(铁锤的横截面小于木桩的横截面,木桩露出地面部分的长度忽略不计).

正确答案

解:M下落的过程中机械能守恒,得:m/s=8m/s

M、m碰撞的过程中可以看做动量守恒,选取向下为正方向,则:

Mv=(M+m)v′

v′=2m/s

木桩向下运动,由动量定理(规定向下为正方向)

[(M+m)g-f]△t=0-(M+m)v′

代入数据得:f=240N

答:木桩向下运动时受到地面的平均阻力大小是240N

解析

解:M下落的过程中机械能守恒,得:m/s=8m/s

M、m碰撞的过程中可以看做动量守恒,选取向下为正方向,则:

Mv=(M+m)v′

v′=2m/s

木桩向下运动,由动量定理(规定向下为正方向)

[(M+m)g-f]△t=0-(M+m)v′

代入数据得:f=240N

答:木桩向下运动时受到地面的平均阻力大小是240N

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题型: 多选题
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多选题

如图,两质量分别为m1=1kg和m2=4kg小球在光滑水平面上相向而行,速度分别为v1=4m/s和v2=6m/s,发生碰撞后,系统可能损失的机械能(  )

A25J

B35J

C45J

D55J

正确答案

A,B

解析

解:当两球发生完全非弹性碰撞时,根据动量守恒有:m1v1-m2v2=(m1+m2)v,解得v=

则损失的最大机械能=40J.故A、B正确,C、D错误.

故选AB.

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题型: 单选题
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单选题

小船相对于静止的湖水以速度v向东航行.某人将船上两个质量相同的沙袋,以相对于湖水相同的速率v先后从船上水平向东、向西抛出船外.那么当两个沙袋都被抛出后,小船的速度将(  )

A仍为v

B大于v

C小于v

D可能反向

正确答案

B

解析

解:以两重物和船为系统,抛重物的过程系统满足动量守恒定律的条件,

即(M+2m)v=mv-mv+Mv′,

所以v′=v>v,

故B正确;

故选:B.

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题型: 多选题
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多选题

如图,在光滑水平面上停放着质量为m的装有光滑弧形槽的小车,一质量也为m的小球以水平初速度v0沿槽口向小车滑去,到达某一高度后,小球又返回右端,则(  )

A此过程中小球和小车组成的系统动量守恒

B小球离开车以后将向右做平抛运动

C此过程小球对小车做的功为

D小球沿弧形槽上升的最大高度为

正确答案

C,D

解析

解:A、系统整个过程水平方向动量守恒,竖直方向动量不守恒,故A错误;

B、设小球离开小车时,小球的速度为v1,小车的速度为v2,整个过程中动量守恒,得:

mv0=mv1+mv2  ①

由动能守恒得:

  ②

联立①②,解得:v1=0,v2=v0,即小球与小车分离后二者交换速度;所以小球与小车分离后做自由落体运动.故B错误;

C、此过程中小球对小车的功等于小车动能的增加,即.故C正确;

D、当小球与小车的水平速度相等时,小球弧形槽上升到最大高度,设该高度为h,则:mv0=2m•v  ③

   ④

联立③④解得:.故D正确.

故选:CD

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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,质量为m1的小球A以速率v0经过O点向右运动,在小球A的前方P点处有一质量为m2的小球B处于静止状态,小球A与小球B发生正碰后,小球B被Q点处的墙壁弹回后与小球A在O点相遇,已知OP=PQ,假设小球间的碰撞及小球与墙壁之间的碰撞均是瞬时的且无机械能的损失,求两小球质量之比m1:m2

正确答案

解:令A、B两小球碰后的速率分别为v1、v2,碰后到相遇的时间为t,

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:m1v0=m1(-v1)+m2v2

由机械能守恒定律得:m1v02=m1v12+m2v22

PO=v1t  2PQ+PO=v2t,

代入数据解得:m1:m2=3:5;

答:两小球质量之比m1:m2为3:5.

解析

解:令A、B两小球碰后的速率分别为v1、v2,碰后到相遇的时间为t,

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:m1v0=m1(-v1)+m2v2

由机械能守恒定律得:m1v02=m1v12+m2v22

PO=v1t  2PQ+PO=v2t,

代入数据解得:m1:m2=3:5;

答:两小球质量之比m1:m2为3:5.

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