物理动量经典大题.doc

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1、图381半径为R的圆桶固定在小车上,有一光滑小球静止在圆桶的最低点,如图38所示,小车以速度v向右匀速运动,当小车遇到障碍物突然停止时,小球在圆桶中上升的高度可能是( )A等于v2/2g B大于v2/2g C小于v2/2g D等于2R图6-52矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成将其放在光滑的水平面上如图6-5所示质量为m的子弹以速度水平射向滑块,若射击上层,则子弹刚好不穿出,若射击下层则子弹整个儿刚好嵌入则上述两种情况相比较 ( )A两次子弹对滑块做的功一样多 B.两次滑块所受冲量一样大 C子弹嵌入下层过程中对滑块做功多 D.子弹击中上层过程中,系统产生的热量多3、(14分)用轻弹簧相

2、连的质量均为2 kg的A、B两物块都以v6 ms的速度在光滑的水平地面上运动,弹簧处于原长,质量4 kg的物块C静止在前方,如图46所示.B与C碰撞后二者粘在一起运动,碰撞时间极短。求:在以后的运动中:(1)当弹簧的弹性势能最大时,物体A的速度多大?(2)弹性势能的最大值是多大?图46(3)A的速度有可能向左吗?为什么? 3、解析:(1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大. (2分)由于A、B、C三者组成的系统动量守恒,(mA+mB)v(mA+mB+mC)vA (1分)解得 vA= m/s=3 m/s (2分)(2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒,设碰后瞬间B、C两者速度为v

3、,则mBv=(mB+mC)v v=2 m/s设物A速度为vA时弹簧的弹性势能最大为Ep,根据能量守恒Ep=(mB+mC) +mAv2_(mA+mB+mC) =12 J(4分)(3)A不可能向左运动(1分)系统动量守恒,mAv+mBv=mAvA+(mB+mC)vB设 A向左,vA0,vB4 m/s (1分)则作用后A、B、C动能之和E=mAvA2+(mB+mC)vB2(mB+mC)vB2=48 J (1分)实际上系统的机械能E=Ep+ (mA+mB+mC) =12+36=48 J (1分)根据能量守恒定律,E是不可能的4. A、B两个矩形木块用轻弹簧相连接,弹簧的劲度系数为k,木块A的质量为m,

4、物块B的质量为2m。将它们竖直叠放在水平地面上,如图所示。ABCH(1)用力将木块A竖直向上提起,木块A向上提起多大高度时,木块B将离开水平地面?(2)如果将另一块质量为m的物块C从距A高H处自由落下,C与A相碰后,立即与A结合成一起,然后将弹簧压缩,此后向上弹起,最终能使木块B刚好离开地面。如果C的质量减为m/2,从某高度处自由落下后仍与A结为一体,且使B不离开水平地面,它自由落下的位置距A不能超过多少?18、3mg/k 3H-9mg/k甲乙P图725、如图72所示,光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车,两车之间通过一感应开关相连(当滑块滑过感应开关时,两车自动分离)。其中甲车

5、上表面光滑,乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数=0.5。一根通过细线拴着而被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端,质量为m=1kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连,此时弹簧储存的弹性势能E0=10J,弹簧原长小于甲车长度,整个系统处于静止。现剪断细线,求:滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小;滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车,P在乙车上滑行的距离为多大?6、解析:设滑块P滑上乙车前的速度为v,对整体应用动量守恒和能量关系有:mv2MV = 0(3分) E0 = (3分) 解之得v = 4m/s (1分) 设滑块P和小车乙达到的共同速度v,对滑块P和小车乙有:mvMV = (mM)v(3分)

6、mgL= (3分)代入数据解之得:L=m (1分)RABC7(15分)在竖直面内有一半径R0.18m的3/4光滑圆弧轨道,左边C点与圆心处于同一水平线上。两质量均为m0.2kg的小球A、B之间夹有一轻质短弹簧,开始弹簧处于锁定状态。现把弹簧及A、B两球从C点由静止释放,到达轨道最低点时解除弹簧锁定,(弹簧与两球立即脱离)此后小球B恰能运动到轨道的最高点。(取g10m/s2、)求(1)弹簧解除锁定后B球在轨道最低点受到轨道支持力大小(2)处于锁定状态时弹簧的弹性势能7解:(1)B球在圆弧最高点时有 (2分) 从最低点到最高点,由机械能守恒 (2分)解得:m/s 12N (2分) (2)从释放到最

7、低点,对A、B系统 (2分)弹簧弹开由机械能守恒、动量守恒有 (2分) (3分)解得 (2分)8、如图所示,甲、乙两车静止于光滑水平面上,人静止站立在甲车上,乙车装满砂,已知甲车和人的总质量等于乙车和砂的总质量,均为M,两车高度差为h,甲车右端与乙车中点相距s,在甲车右端另外放一质量为m且与甲车无摩擦的物体,若人将物体向右踢出,使物体恰好落在乙车的中点,不计物体陷入砂中的深度,且人相对于甲车始终静止.求:(1)乙车的最终速度.(2)人做了多少功?8、(10分)解:(1)设m 离开甲车的速度为v,甲车速度为v甲,乙车最终速度为v乙, 则: 解得3分m与乙车的系统在水平方向动量守恒 3分(2)对甲

8、车和物体m,根据动量守恒 人做的总功为 4分9(15分)如图所示,长L=12m,右端有一弹簧夹的木板,质量M=5,放在水平面上,木板与地面间的动摩擦系数为0.1,质量m=5的电动小车(可视为质点)位于木板的左端。小车启动后以4m/s2的加速度匀加速地向木板右端驶去,当小车撞击弹簧夹后被立即切断电源,且被弹簧夹子卡住。g取10m/s2,试求:(1)小车从启动到被卡住所经历的时间(2)小车从启动到最终木板静止,木板的总位移9(15分)解:(1)小车受到向前的合力F=ma1=54=20N则木板受到小车向左的反作用力:F/=20N (2分)对木板,由牛顿第二定律得:F/-(M+m)g = Ma2代入数

9、据得木板向左的加速度: a2=2m/s2 (2分)设经t时间小车撞到弹簧夹子卡住,则有: 代入数据解得:t=2s (2分)(2)撞夹子前,两者的速度分别为:V1= a1t=42=8m/s 方向向右 V2=a2t=22=4m/s 方向向左 (2分) 由动量守恒:m V1-M V2=(m+M)V 代入数据得碰后共同速度V=2m/s 方向向右 (2分)两者一起共同加速度大小a=g=0.110=1 m/s2共同向右的位移S2= (2分)小车撞前,板向左的位移S1= (1分) 整个过程,木板向左的位移S=S1-S2=2m (2分)10如图所示为三块质量均为m,长度均为L的木块。木块1和木块2重叠放置在光

10、滑的水平桌面上,木块3沿光滑水平桌面运动并与叠放在下面的木块2发生碰撞后粘合在一起,如果要求碰后原来叠放在上面的木块1完全移到木块3上,并且不会从木块3上掉下,木块3碰撞前的动能应满足什么条件?设木块之间的动摩擦因数为m。123V0【分析与解答】:设第3块木块的初速度为V0,对于3、2两木块的系统,设碰撞后的速度为V1,据动量守恒定律得:mV0=2mV1 对于3、2整体与1组成的系统,设共同速度为V2,则据动量守恒定律得: 2mV1=3mV2 (1)第1块木块恰好运动到第3块上,首尾相齐,则据能量守恒有: 由联立方程得:Ek3=6mgL (2)第1块运动到第3块木块上,恰好不掉下,据能量守恒定

11、律得: 由联立方程得:Ek3=9mgL 故:11如图所示,质量为M=2kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为MA=2kg的物体A(可视为质点)。一个质量为m=20g的子弹以500m/s的水平速度迅即射穿A后,速度变为100m/s,最后物体A静止在车上。若物体A与小车间的动摩擦因数=0.5。(g取10m / s2)平板车最后的速度是多大?全过程损失的机械能为多少?A在平板车上滑行的距离为多少?11、解:研究子弹、物体打击过程,动量守恒有:mv0=mv+ MA v代入数据得同理分析M和MA系统自子弹穿出后直至相对静止有:MA v =(M+MA)v车代入数据得平板车最后速度为

12、:注意:也可全过程研究三者组成的系统,根据动量守恒求平板车最后的速度。根据能量转化和守恒得:系统损失的动能即为全程损失的机械能所以E损=Ekm(Ekm+EKM+EKMA)= 2392J同理,经分析可知,物体和平板车损失的机械能全转化为系统发热,假设A在平板车上滑行距离为s则有Q=MA gs=所以代入数据得 s=0.8m图3412联考)(12分)如图34,一光滑水平桌面AB与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点,且两者固定不动。一长L为0.8 m的细绳,一端固定于O点,另一端系一个质量m1为0.2 kg的球。当球在竖直方向静止时,球对水平桌面的作用力刚好为零。现将球提起使细绳处于水平位置时无初速

13、释放。当球m1摆至最低点时,恰与放在桌面上的质量m2为0.8kg的小铁球正碰,碰后m1小球以2 m/s的速度弹回,m2将沿半圆形轨道运动,恰好能通过最高点D。g=10m/s2,求(1)m2在圆形轨道最低点C的速度为多大?(2)光滑圆形轨道半径R应为多大?12(12分)(1)设球m1摆至最低点时速度为v0,由小球(包括地球)机械能守恒 ( 3 分)m1与m2碰撞,动量守恒,设m1、m2碰后的速度分别为v1、v2。选向右的方向为正方向,则 (2 分)即 0.24 =0.2(-2 )+0.8v2 解得 v2=1.5 m/s ( 2 分)(2) m2在CD轨道上运动时,由机械能守恒有 ( 2 分)由小

14、球恰好通过最高点D点可知,重力提供向心力,即 (1 分 )由得=5gR 故 R=0.045 m. (2 分)13(12分)质量为M的小车置于光滑水平面上。小车的上表面由1/4圆弧和平面组成,车的右端固定有一不计质量的弹簧,圆弧AB部分光滑,半径为R,平面BC部分粗糙,长为L,C点右方的平面光滑。滑块质量为m ,从圆弧最高处A无初速下滑(如图),与弹簧相接触并压缩弹簧,最后又返回到B相对于车静止。求:(1)BC部分的动摩擦因数;(2)弹簧具有的最大弹性势能;ABC(3)当滑块与弹簧刚分离时滑块和小车的速度大小13 (12分)(1), 3分(2) 3分(3) 2分 2分解得: ) 2分14(20分)如图所示,A、B、C三个小球位于同一水平面上,他们大小相同,B、C质量相等,都是A球质量的一半,B、C两球开始静止,A球以速度v0向右运动,要使A球能分别将B、C两球撞上高度分别为h1=0.8m、h2=0.2m的平台(且都不再返回)。已知A和B的碰撞没有机械能损失,A和C碰后粘在一起,不计一切摩擦,求v0的范围。 14 设B、C质量为m,A质量为2m,A、B碰后瞬间速度为v1、v2 2mv0=2mv1+mv2 解出: -4欲使B能达到h1高度, -3欲使A与B碰后不能达到h1高度,-3欲使A与C碰后能一起上升到h2高度,2mv1=3mv2 -2 -3综上可知 -2

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