0  255865  255873  255879  255883  255889  255891  255895  255901  255903  255909  255915  255919  255921  255925  255931  255933  255939  255943  255945  255949  255951  255955  255957  255959  255960  255961  255963  255964  255965  255967  255969  255973  255975  255979  255981  255985  255991  255993  255999  256003  256005  256009  256015  256021  256023  256029  256033  256035  256041  256045  256051  256059  447090 

9.(2010年韶关一模)(18分)如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,在最低点B与水平轨道BC相切,BC的长度是圆弧半径的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内.可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出.已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失.求:

(1)物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍

(2)物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ

[解析](1)设物块的质量为m,其开始下落处的位置距BC的竖直高度为h,到达B点时的速度为v,小车圆弧轨道半径为R.

由机械能守恒定律,有:mgh=mv2     4分

根据牛顿第二定律,有:9mg-mg=m   4分

解得:  h=4R     1分

则物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的4倍.

(2)设物块与BC间的滑动摩擦力的大小为F,物块滑到C点时与小车的共同速度为v',物块在小车上由B运动到C的过程中小车对地面的位移大小为s.依题意,小车的质量为3m,BC长度为10R.

由滑动摩擦定律有:  F=μmg      2分

由动量守恒定律,有mv=(m+3m)v'    2分

对物块、小车分别应用动能定理,有

-F(10R+s)=mv'2 -mv2     2分

Fs=(3m)v'2-0       2分

μ=0.3         

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8.(2010年湛江一模)(20分)如图所示,光滑水平面上有一长板车,车的上表面0A段是一长为己的水平粗   糙轨道,A的右侧光滑,水平轨道左侧是一光滑斜面轨道,斜面轨道与水平轨道在O点平   滑连接。车右端固定一个处于锁定状态的压缩轻弹簧,其弹性势能为Ep,一质量为m的小物体(可视为质点)紧靠弹簧,小物体与粗糙水平轨道间的动摩擦因数为μ,整个装置处于静止状态。现将轻弹簧解除锁定,小物体被弹出后滑上水平粗糙轨道。车的质量为 2m,斜面轨道的长度足够长,忽略小物体运动经过O点处产生的机械能损失,不计空气阻力。求:

(1)解除锁定结束后小物体获得的最大动能;

(2)当∥满足什么条件小物体能滑到斜面轨道上,满足此条件时小物体能上升的最  大高度为多少?

[解析](1)设解锁弹开后小物体的最大速度饷大小为v1,小物体的最大动啦为Ek  ,此时长板车的速度大小为v2,研究解锁弹开过程小物体和车组成的系统,根据动量守恒和机械能守恒,有 ①(2分)

②(3分)

③(1分)

  联立①②③式解得 ④(2分)

  (2)小物体相对车静止时,二者有共同的速度设为V,长板车和小物体组成的系统水平方向动量守恒 ⑤(2分)

   所以v共=0  ⑥(1分)

  要使小物体能滑上斜面轨道,:必须满足;⑦( 3分)

   即当时,小物体能滑上斜面轨道⑧  (1分)

  设小物体上升的最大高度为h,此瞬间小物体相对车静止,由⑤式知两者有共同速度为零.⑨(1分)

根据系统能量守恒有

  ⑩(3分)

解得:(1分)

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7.(2010年汕头一模)(18分)如图所示,在倾角θ=30º的斜面上放置一段凹槽B,B与斜面间的动摩擦因数μ=,槽内靠近右侧壁处有一小球A,它到凹槽内左壁侧的距离d=0.10m.A、B的质量都为m=2.0kg,B与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,不计A、B之间的摩擦,斜面足够长.现同时由静止释放A、B,经过一段时间,A与B的侧壁发生碰撞,碰撞过程不损失机械能,碰撞时间极短.取重力加速度g=10m/s2.求:

  (1)A与B的左侧壁第一次发生碰撞后瞬间A、B的速度.

(2)在A与B的左侧壁发生第一次碰撞后到第二次碰撞前的这段时间内,A与B的左侧壁的距离最大可达到多少?

[解析](1)A在凹槽内,B受到的滑动摩擦力

     =10N            ①(1分)

   B所受重力沿斜面的分力

=10N                     

因为,所以B受力平衡,释放后B保持静止  ②(1分)

释放A后,A做匀加速运动,由牛顿定律和运动学规律得

                    ③(1分)

                      ④(1分)

解得A的加速度和碰撞前的速度分别为

     5m/s21.0 m/s            ⑤(1分)

A、B发生碰撞,动量守恒

                   ⑥(2分)

碰撞过程不损失机械能,得

              ⑦(1分)

   解得第一次发生碰撞后瞬间A、B的速度分别为

   0,1.0 m/s(方向沿斜面向下)     ⑧(2分)

(2)A、B第一次碰撞后,B做匀速运动

                       ⑨(1分)

A做匀加速运动,加速度仍为a1

                      ⑩(1分)

                        ⑾(1分)

   经过时间t1,A的速度与B相等,A与B的左侧壁距离达到最大,即

                       ⑿(1分)

                       ⒀(1分)

   代入数据解得A与B左侧壁的距离

     0.10m                  ⒁(2分)

   因为, A恰好运动到B的右侧壁,而且速度相等,所以A与B的右侧壁恰好接触但没有发生碰撞。               ⒂(1分)

   因此A与B的左侧壁的距离最大可达到0.10m。

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5.(2010年广州一模)(18分)如图18所示的凹形场地,两端是半径为L的1/4圆弧面,中间是长尾4L的粗糙水平面。质量为3m的滑块乙开始停在水平面的中点O处,质量为m的滑块甲从光滑圆弧面顶端A处无初速度滑下,进入水平面内并与乙发生碰撞,碰后以碰前一半的速度反弹。已知甲、乙与水平面的动摩擦因数分别为μ1、μ2,且μ1=2μ2,甲、乙的体积大小忽略不计。求:

  (1)甲与乙碰撞前的速度。

  (2)碰后瞬间乙的速度。

  (3)甲、乙在O处发生碰撞后,

刚好不再发生碰撞,则甲、乙停在

距B点多远处。

[解析](1)设甲到达O处与乙碰撞前的速度为v,由动能定理:

   ……2分

得:              ……2分

(分步用机械能守恒和匀减速直线运动进行计算,结果正确的同样给4分)

(2)设碰撞后甲、乙的速度分别为v′、v′,由动量守恒:

            ……2分

又:                     ……1分

得:                     ……1分

(3)由于μ1=2μ2,所以甲、乙在水平面上运动的加速度满足:a=2a        ……1分

设甲在水平地面上通过的路程为s1、乙在水平地面上通过的路程为s2,则有:

                     ……1分

                     ……1分

即:     ①                     ……1分

由于甲、乙刚好不再发生第二次碰撞,所以甲、乙在同一地点停下.有以下两种情况:

第一种情况:甲返回时未到达B时就已经停下,此时有:s1<2L  ……1分

而乙停在甲所在位置时,乙通过的路程为:s2=2L+2L+s1=4L+s1    ……1分

因为s1与s2不能满足①,因而这种情况不能发生.        ……1分

第二种情况:甲、乙分别通过B、C冲上圆弧面后,返回水平面后相向运动停在同一地点,所以有:s1+s2=8L                         ……1分

①②两式得:               ……1分       

即小车停在距B为:             ……1分

(评分说明:第(3)问如果没有进行分类讨论,直接认为是第二种情况且结果正确的只给5分)

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5.(2010年3月深圳一模)(18分)如图所示, ABCDE是由三部分光滑轨道平滑连接在一起组成的,AB为水平轨道, 是半径为R的半圆弧轨道,是半径为2R的圆弧轨道,BCD相切在轨道最高点DR=0.6m.质量为M=0.99 kg的小物块,静止在AB轨道上,一颗质量为m=0.01kg子弹水平射入物块但未穿出,物块与子弹一起运动,恰能贴着轨道内侧通过最高点从E点飞出.取重力加速度g=10m/s2,求:

   (1)物块与子弹一起刚滑上圆弧轨道B点的速度;

   (2)子弹击中物块前的速度;

   (3)系统损失的机械能.

解析:(1)由物块与子弹一起恰能通过轨道最高点D,得:

       (3分)

    又由物块与子弹上滑过中根据机械能守恒得:

   (3分)

   代入数据解得:      (2分)

(2)由动量守恒         (3分)

       (2分)

   (3)根据能的转化和守恒定律得    (3分)

  代入数据得:   (2分)

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4.(2010年1月广州市调研题)如右图所示,在光滑水平面上质量分别为mA=2kg、mB=4kg,速率分别为vA=5m/s、vB=2m/s的A、B两小球沿同一直线相向运动 C

A.它们碰撞前的总动量是18kg·m/s,方向水平向右

B.它们碰撞后的总动量是18kg·m/s,方向水平向左

C.它们碰撞前的总动量是2kg·m/s,方向水平向右

D.它们碰撞后的总动量是2kg·m/s,方向水平向左

[解析]以向右右方为正向,由动量守恒可知总动量为2kg·m/s,方向水平向右,C正确

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3.(2010年1月肇庆一模21)质量为M的小车中挂有一个单摆,摆球的质量为M0,小车和单摆以恒定的速度V0沿水平地面运动,与位于正对面的质量为M1的静止木块发生碰撞,碰撞时间极短,在此过程中,下列哪些说法是可能发生的 BC

A.小车、木块、摆球的速度都发生变化,分别为V1、V2和V3,且满足:

(M+M0)V0=MV1+M1V2+M0V3

B.摆球的速度不变,小车和木块的速度为V1、V2,且满足:MV0=MV1+M1V2

C.摆球的速度不变,小车和木块的速度都为V,且满足:MV0=(M+M1)V;

D.小车和摆球的速度都变为V1,木块的速度变为V2,且满足:(M+M0)V0=(M+M0)V1+M1V2

[解析]碰撞时间极短,单摆速度来不及改变,小车和木箱组成的系统动量守恒,碰撞前后的动能关系,可知BC正确

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2.(2010年1月广东六校联考)(18分)如图,在光滑水平长直轨道上有A、B两个绝缘体,它们之间有一根长L的轻质细线相连接,其中A的质量为m,B的质量为M=2m,A为带有电量为+q的物体,B不带电,空间存在着方向水平向右的匀强电场,电场强度为E。开始时用外力把A与B靠在一起并保持静止,某时刻撤去外力,A开始向右运动,直到细线绷紧。当细线被绷紧时,细线存在极短时间的弹力,而后B开始运动。已知B开始运动时的速度等于线刚绷紧前瞬间A的速度的1/2,设整个过程中,A的电荷量保持不变。求:

(1)B开始运动时,A运动的速度

(2)通过计算来判断细线在第二次绷紧前A、B是否发生碰撞

(3)在(2)中,若A、B发生碰撞,求碰撞前瞬间B的位移;若A、B不发生碰撞,求细线第二次绷紧前瞬间B的位移

[解析](1)从运动到拉直时,A的速度为v0 ,则:

  解得:   (3分)

绷紧前后,系统动量守恒, 解得:   (3分)

(2)第一次绷紧后,A作初速度为0的匀加速直线运动,B作0.5v0的匀速直线运动。

现假设二者能碰撞,B追上A的时间为t,则须同时满足下面两个条件:

1 二者能相遇    且t有实数解 (3分)

2  相遇时后面速度比前面大              (3分)

由1得到一元二次方程的判别式 故t无实数解,说明B追不上A,也就没有2式成立。所以,二者不会发生碰撞。 (2分)

(3)设第二次绷紧时间为t2 则有:

  解得:  (4分)

如用其它方法来解,只要正确都给分。        

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1.(2010年1月惠州第三次调研20)如图所示,质量分别为m1m2的两个小球AB,带有等量异种电荷,通过绝缘轻弹簧相连接,置于绝缘光滑的水平面上.当突然加一水平向右的匀强电场后,两小球AB将由静止开始运动,在以后的运动过程中,对两个小球和弹簧组成的系统(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度),以下说法正确的是AD

A.因电场力分别对球A和球B做正功,故系统机械能不断增加

B.因两个小球所受电场力等大反向,故系统动量守恒

C.当弹簧长度达到最大值时,系统机械能最小

D.当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时,系统动能最大

[解析]由功能关系知,故A正确;对AB及弹簧组成的系统,水平方向上合外力为零,故动量守恒,B正确;当弹簧长度达到最大时,电场力做的功全转化为弹簧的弹性势能,机械能最大,C错;当A、B所受合力为零时,速度最大,动能最大,D正确

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同步练习册答案