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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量为M=2kg的木板静止在光滑的水平地面上,木板AB部分为光滑的四分之一圆弧面,半径为R=0.3m,木板BC部分为水平面,粗糙且足够长.质量为m=1kg的小滑块从A点由静止释放,最终停止在BC面上D点(D点未标注).若BC面与小滑块之间的动摩擦因数μ=0.2,g=10m/s2,求:

(Ⅰ)小滑块刚滑到B点时的速度大小;

(Ⅱ)BD之间的距离.

正确答案

解:(1)滑块从A下滑到B的过程中,系统在水平方向上动量守恒、机械能守恒,设木板到达B点时的速度为vM,滑块的质量为m到达B点时的速度vm,设圆弧的半径为R,选取滑块m运动的方向为正方向,由水平方向动量守恒得:

mvm+MvM=0     ①

由机械能守恒定律可得:mgR=   ②

联立方程①②,代入数据得:vm=2m/s;vM=-1m/s

(2)m在木板上滑动的过程中机械能转化为内能,则:

代入数据解得:L相对=1.5m

答:(Ⅰ)小滑块刚滑到B点时的速度大小是2m/s;

(Ⅱ)BD之间的距离是1.5m.

解析

解:(1)滑块从A下滑到B的过程中,系统在水平方向上动量守恒、机械能守恒,设木板到达B点时的速度为vM,滑块的质量为m到达B点时的速度vm,设圆弧的半径为R,选取滑块m运动的方向为正方向,由水平方向动量守恒得:

mvm+MvM=0     ①

由机械能守恒定律可得:mgR=   ②

联立方程①②,代入数据得:vm=2m/s;vM=-1m/s

(2)m在木板上滑动的过程中机械能转化为内能,则:

代入数据解得:L相对=1.5m

答:(Ⅰ)小滑块刚滑到B点时的速度大小是2m/s;

(Ⅱ)BD之间的距离是1.5m.

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题型:填空题
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填空题

在某次冰壶比赛中,运动员将一冰壶甲以3m/s速度推出,与正前方另一静止的相同质量的冰壶乙发生对心正碰,碰撞后冰壶乙以2m/s速度向前滑行,方向与冰壶甲碰前运动方向相同,则碰后瞬间冰壶甲的速度大小为______m/s,该碰撞是______(选填“弹性碰撞”或“非弹性碰撞”)

正确答案

1

非弹性碰撞

解析

解:两冰壶碰撞过程,动量守恒,由动量守恒得:

mv=mv′+mv甲乙

即 m×3=mv′+m×2

解得:v′=1m/s;

得碰后瞬间冰壶甲的速度为:v′=1m/s

碰撞前动能是:Ek=mv2=×m×32=4.5m,

碰撞后的动能是:E′kmv2+mv2=×m×12+×m×22=2.5m,

由此可知,碰撞前后,系统动能关系为,E>E 该碰撞为非弹性碰撞;

故答案为:1,非弹性碰撞.

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题型:简答题
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简答题

在光滑水平面上,质量为2m的滑块A以速度v碰撞质量为m的静止滑块B,碰撞后A、B的速度方向相同,它们的总动量为______,若滑块B获得的速度为v0,则碰撞后滑块A的速度为______

正确答案

解:系统所受合外力为零,系统动量守恒,

碰撞后系统的总动量与碰前系统总动量相等,

碰撞后它们的总动量为:2mv;

以碰撞前A的速度方向为正方向,

由动量守恒定律得:2mv=2mv′+mv0

解得,碰撞后B的速度:v′=v-v0

故答案为:2mv;v-v0

解析

解:系统所受合外力为零,系统动量守恒,

碰撞后系统的总动量与碰前系统总动量相等,

碰撞后它们的总动量为:2mv;

以碰撞前A的速度方向为正方向,

由动量守恒定律得:2mv=2mv′+mv0

解得,碰撞后B的速度:v′=v-v0

故答案为:2mv;v-v0

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题型:简答题
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简答题

如图所示,粗糙水平桌面PO长为L=1m,桌面距地面高度H=O.2m,在左端P正上方细绳悬挂质量为m的小球A,A在距桌面高度h=0.8m处自由释放,与静止在桌面左端质量为m的小物块B发生对心碰撞,碰后瞬间小球A的速率为碰前瞬间的,方向仍向右,已知小物块B与水平桌面PO间动摩擦因数μ=0.4,取重力加速度

g=10m/s2.求:

(1)碰前瞬间小球A的速率和碰后瞬间小物块B的速率分别为多大;

(2)小物块B运动到O点时的速度大小;

(3)小物块B落地点与O点的水平距离.

正确答案

解:(1)设碰前瞬间小球A的速度大小为v1,碰后瞬间小物块B速度大小为v2,对小球A,由动能定理:

解得:v1=4m/s,

A、B碰撞过程动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

解得:v2=3m/s;

(2)设小物块B到达右端O的速度大小为v3,从P点到达O点,由动能定理得:

解得:v3=1m/s;

(3)小物块B由O水平抛出,

竖直方向,,t=0.2s,

水平方向:x=v3t,

解得:x=0.2m.

答:(1)碰前瞬间小球A的速率为4m/s,碰后瞬间小物块B的速率为3m/s;

(2)小物块B运动到O点时的速度大小为1m/s;

(3)小物块B落地点与O点的水平距离为0.2m.

解析

解:(1)设碰前瞬间小球A的速度大小为v1,碰后瞬间小物块B速度大小为v2,对小球A,由动能定理:

解得:v1=4m/s,

A、B碰撞过程动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

解得:v2=3m/s;

(2)设小物块B到达右端O的速度大小为v3,从P点到达O点,由动能定理得:

解得:v3=1m/s;

(3)小物块B由O水平抛出,

竖直方向,,t=0.2s,

水平方向:x=v3t,

解得:x=0.2m.

答:(1)碰前瞬间小球A的速率为4m/s,碰后瞬间小物块B的速率为3m/s;

(2)小物块B运动到O点时的速度大小为1m/s;

(3)小物块B落地点与O点的水平距离为0.2m.

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,细线上端固定于O点,其下端系一小球,静止时细线长L.现将悬线和小球拉至图中实线位置,此时悬线与竖直方向的夹角θ=60°,并于小球原来所在的最低点处放置一质量相同的泥球,然后使悬挂的小球从实线位置由静止释放,它运动到最低点时与泥球碰撞并合为一体,它们一起摆动中可达到的最大高度是(  )

A

B

C

D

正确答案

C

解析

解:小球下摆过程机械能守恒,由机械能守恒定律得:

mgL(1-cos60°)=mv2,v==

两球碰撞过程动量守恒,以小球与泥球组成的系统为研究对象,以小球的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:

mv=(m+m)v′,

解得碰后两球的速度:v′==

碰后两球上摆过程中,机械能守恒,由机械能守恒定律得:

•2m•v′2=2m•gh,

解得:h=

故选:C.

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