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题型:简答题
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简答题

如图,小球A以速率v0=6m/s向右运动时跟静止的小球B发生碰撞,碰后A球以的速率弹回,而B球以的速率向右运动.求:

(1)A、B两球的质量之比

(2)判断该碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞(说明理由)

正确答案

解:(1)碰后A球以的速率弹回,B球的速率为向右运动,

以A、B两球组成的系统为研究对象,两球碰撞过程动量守恒,

以A球的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mAv0=mAvA+mBvB

两球的质量之比:===

(2)碰前系统动能为:EK1=mAv02

碰后系统动能为:EK2=mAvA2+mBvB2=mAv02+mAv02=mAv02

EK1>EK2,即碰撞过程中有能量损失,碰撞是非弹性碰撞.

答:(1)A、B两球的质量之比是2:9;

(2)由于碰撞过程机械能有损失,碰撞是非弹性碰撞.

解析

解:(1)碰后A球以的速率弹回,B球的速率为向右运动,

以A、B两球组成的系统为研究对象,两球碰撞过程动量守恒,

以A球的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mAv0=mAvA+mBvB

两球的质量之比:===

(2)碰前系统动能为:EK1=mAv02

碰后系统动能为:EK2=mAvA2+mBvB2=mAv02+mAv02=mAv02

EK1>EK2,即碰撞过程中有能量损失,碰撞是非弹性碰撞.

答:(1)A、B两球的质量之比是2:9;

(2)由于碰撞过程机械能有损失,碰撞是非弹性碰撞.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一滑板B静止在水平面上,上表面所在平面与固定于竖直平面内、半径为R的圆形光滑轨道相切于Q.一物块A从圆形轨道与圆心等高的P点无初速度释放,当物块经过Q点滑上滑板之后即刻受到大小F=2μmg、水平向左的恒力持续作用.已知物块、滑板的质量均为m,滑板与水平面间的动摩擦因数μ,物块与滑板间的动摩擦因数3μ,物块可视为质点,重力加速度取g.

(1)求物块滑到Q点的速度大小;

(2)通过计算判断物块在滑板上滑行过程中,滑板是否滑动;

(3)滑板足够长,求物块A与滑板B之间产生的内能?

正确答案

解:(1)物块A从P点运动到Q点的过程中,由动能定理有:

mgR=mv12-0,解得:v1=

(2)物块A滑上滑板B时,滑板B在水平方向受到滑块对它的摩擦力f1和水平地面对它的摩擦力f2的作用,

其中:f1=3μmg,f2=2μmg,

物块在滑板上滑行的过程中,B受到的合力:FB=f1-f2=μmg,滑板B将向左滑动做加速运动.

(3)而F<f1,物块做减速运动,直到两者两速度相等,

以物块和滑板组成系统为研究对象,系统水平方向受到的合外力

F=F-f2=2μmg-2μmg=0,系统动量守恒,

以向左为正方向,由动量守恒定律得:mv1-2mv=0,解得:v=

共速后两者不再分离,一起做匀速运动.

从B开始运动到A与B恰好同速的过程中,设A的位移为L1,B的位移为L2

对A,由动能定理得:FL1-f1L1=mv2-mv12

对B,由动能定理得:(f1-f2)L2=mv2

物块A与滑板B之间产生的内能:Q=f1(L1-L2),

由以上三式解得:Q=1.5mgR;

答:(1)物块滑到Q点的速度大小为

(2)物块在滑板上滑行过程中,滑板滑动;

(3)滑板足够长,物块A与滑板B之间产生的内能为1.5mgR.

解析

解:(1)物块A从P点运动到Q点的过程中,由动能定理有:

mgR=mv12-0,解得:v1=

(2)物块A滑上滑板B时,滑板B在水平方向受到滑块对它的摩擦力f1和水平地面对它的摩擦力f2的作用,

其中:f1=3μmg,f2=2μmg,

物块在滑板上滑行的过程中,B受到的合力:FB=f1-f2=μmg,滑板B将向左滑动做加速运动.

(3)而F<f1,物块做减速运动,直到两者两速度相等,

以物块和滑板组成系统为研究对象,系统水平方向受到的合外力

F=F-f2=2μmg-2μmg=0,系统动量守恒,

以向左为正方向,由动量守恒定律得:mv1-2mv=0,解得:v=

共速后两者不再分离,一起做匀速运动.

从B开始运动到A与B恰好同速的过程中,设A的位移为L1,B的位移为L2

对A,由动能定理得:FL1-f1L1=mv2-mv12

对B,由动能定理得:(f1-f2)L2=mv2

物块A与滑板B之间产生的内能:Q=f1(L1-L2),

由以上三式解得:Q=1.5mgR;

答:(1)物块滑到Q点的速度大小为

(2)物块在滑板上滑行过程中,滑板滑动;

(3)滑板足够长,物块A与滑板B之间产生的内能为1.5mgR.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,物块B的质量为m,与地面的动摩擦因数为μ;A质量为2m,与地面间的摩擦不计.A、B间固定一轻弹簧,在水平推力F的作用下,A、B一起做匀加速直线运动,则(  )

A在匀加速直线运动过程中,弹簧的弹力大小为(F+2μmg)

B匀加速直线运动过程中,推力F做的功总等于AB系统克服摩擦力做的功

C若撤去力F,则撤去力F的瞬间A的加速度一定减小

D撤去力F后,AB系统动量守恒

正确答案

A

解析

解:A、由牛顿第二定律得:对A、B系统:F-μmg=(m+2m)a,对B:f-μmg=ma,解得:f=(F+2μmg),故A正确;

B、匀加速直线运动过程中,推力F做的功总等于AB系统克服摩擦力做的功与系统动能的增加量,故B错误;

C、撤去外力前,A受到的合外力为:F-f=F-μmg,撤去推力后,A受到的合外力为:(F+2μmg),无法比较合力大小,无法比较加速度大小,故C错误;

D、撤去力F后,AB系统所受合外力不为零,系统动量不守恒,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,一质量为M的平板车B放在光滑的水平面上,在其右端放一质量为m的小木块A,M=5m,A、B间存在摩擦,现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0,使A开始向左运动,B开始向右运动,最后A不会滑离B,求A、B最后的速度大小和方向.

正确答案

解:以A、B组成的系统为研究对象,系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:

Mv0-mv0=(M+m)v,

已知:M=5m,解得:v=v0,方向向右;

答:A、B最后的速度大小为:v0,方向向右.

解析

解:以A、B组成的系统为研究对象,系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:

Mv0-mv0=(M+m)v,

已知:M=5m,解得:v=v0,方向向右;

答:A、B最后的速度大小为:v0,方向向右.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车.现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿槽口向小车滑去(不计摩擦),到达某一高度后,小球又返回小车右端,则(  )

A小球在小车上到达最高点时的速度大小为

B小球离车后,对地将向右做平抛运动

C小球离车后,对地将做自由落体运动

D此过程中小球对车做的功为

正确答案

A,C,D

解析

解:A、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,

得:v=,故A正确;

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:mv02=mv12+mv22…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正确.

D、对小车运用动能定理得,小球对小车做功:W=mv02-0=mv02,故D正确.

故选:ACD.

下一知识点 : 动量守恒定律的应用
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