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题型:简答题
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简答题

如图所示,EF为水平地面,O点左侧是粗糙的,右侧是光滑的,一轻质弹簧右端固定在墙壁上,左端与静止在O点、质量为m的小物块A连接,弹簧处于原长状态.质量为2m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,已知物块B与地面EO段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.物块B和物块A可视为质点.已知CD=5LOD=L.求:

(1)撤去外力后弹簧的最大弹性势能?

(2)物块BO点开始向左运动直到静

止所用的时间是多少?

正确答案

(1);(2)

(1)设BA碰撞前速度为v0,由动能定理,得

,则

B与A在O点碰撞,设碰后共同速度为v1

由动量守恒得

碰后BA一起运动,运动到D点时撤去外力F后,当它们的共同速度减小为零时,弹簧的弹性势能最大,设为Epm,则由能量守恒得

(2)设AB一起向左运动回到O点的速度为v2,由机械能守恒得

经过O点后,BA分离,B在滑动摩擦力的作用下做匀减速直线运动,设运动时间为t,由动量定理得,则

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简答题

静止在光滑水平地面上的平板小车C,质量为mC =3kg,物体AB的质量为mA=mB=1kg,分别以vA=4m/s和vB=2m/s的速度大小,从小车的两端相向地滑到车上.若它们在车上滑动时始终没有相碰,AB两物体与车的动摩擦因数均为=0.2.求:

(1)小车的最终的速度;

(2)小车至少多长(物体AB的大小可以忽略).

正确答案

(1)0.4m/s;(2)4.8m

(1)由于ABC组成的系统水平方向动量守恒,且三者最后保持相对静止,设最终共同速度为v,则v=0.4m/s

(2)AB始终没有相碰,若板长为LAB相对板的位移分别为sACsBC,则

系统的动能损失全部用于在相对位移上克服摩擦力做功,有

故板长至少为L=4.8m.

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简答题

溜冰的小孩站在冰面上靠着固定的木桩推出一冰车,可使冰车获得速度v,若他站在冰面上推出这一冰车,在做功相同的条件下,冰车可获的速度大小为多大.(冰面阻力不计)

正确答案

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简答题

(20分)如图所示,质量为m3的平板车C放在光滑水平面上,车上放有AB两小滑块,质量分别是m1m2,与平板车上表面间动摩擦因数分别为μ1μ2。同时分别给AB一个冲量使它们都获得相同大小的初速度v 0开始相向运动,AB恰好不相碰。已知m1=10 kg,m2=2 kg,m3=6 kg, μ1=0.1,μ2=0.2, v0=9 m / s。g取10 m /s2。求:

(1) AB都在平板车上不滑动时,C的速度大小v c=?

(2)开始运动前,AB之间的距离s=?

正确答案

(1)4 m / s(2)55.125 m

以向左为正方向。

(1) ABC组成的系统的动量守恒,AB都不滑动时,三者共速向右,则

m1v0m2v0=(m1m2m3)vc                  ………………(3分)

vc=4 m / s                                          ………………(1分)

(2) 设ABC在相对滑动过程中加速度大小分别为a1a2a3,则

a1=-μ1g=-1 m /s2                                   ………………(1分)

a2μ2g=2 m /s2                                   ………………(1分)

a3=1 m /s2                     ………………(1分)

假设ABC共速前一直与C相对滑动,设需要的时间分别为tAtB,则

s

s

由于tBtA,所以A先停止滑动。         ………………(2分)

A从开始到停止滑动经过的时间为tA刚停止滑动时,AC的速度都为v1B的速度为v2,则

C有:v1a3t                        ………………(1分)

A有:v1v0a1t                    ………………(1分)

解得t=4.5 s

v1=4.5 m / s                            ………………(1分)

设停止滑动以后AC的加速度都为a4,方向向左,则

a4=- 0.25 m /s2                         ………………(1分)

A从开始运动到停止滑动通过的距离是s1B从开始运动到停止滑动通过的距离是s2A停止滑动后到B停止滑动,AC通过的距离是s3,则

A有:               ………………(1分)

B有:              ………………(1分)

AC有:          ………………(1分)

解得s1=30.375 m,s2=-16.25 m,s3=8.5 m

ss1 -s2s3                                      ………………(2分)

s=55.125 m                         ………………(2分)

(评分标准说明:根据动量守恒求得vc给4分;求四个加速度各1分,共4分;判断A先停止滑动,给2分;求得v1给3分;求得s1s2s3各1分,共3分;最后结果4分。不同方法解答,对照该标准给分)

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简答题

如图所示,固定的光滑的弧形轨道末端水平,固定于水平桌面上,B球静止于轨道的末端.轨道最高点距轨道末端高度及轨道末端距地高度均为R.A球由轨道最高点静止释放,A球质量为2m,B球质量为m,A、B均可视为质点,不计空气阻力及碰撞过程中的机械能的损失.求:A、B两球落地点的水平距离?

正确答案

A球下滑过程到与B球碰撞前机械能守恒,则有

2mgR=(2m)v2

解得,v=

A、B两球发生弹性碰撞,动量守恒、机械能守恒,则

2mv=2mvA+mvB(2m)v2=(2m)+m

解得,vA=,vB=

碰撞后两球都做平抛运动,

则 R=gt2

A的水平位移为xA=vAt,B的水平位移为xB=vBt,则A、B两球落地点的水平距离为△x=xB-xA

代入解得,△x=2R.

答:A、B两球落地点的水平距离为2R.

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