(選修3-5選做題)
如圖所示,在光滑的水平地面上有一塊長木板,其左端固定一擋板,擋板和長木板的總質(zhì)量為m1=3 kg,其右端放一質(zhì)量為m2=1 kg的小滑塊,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)對(duì)小滑塊施加一水平拉力,一段時(shí)間后撤去拉力,此過程中拉力做功W=20 J。此后小滑塊與擋板碰撞(碰撞過程無機(jī)械能損失,碰撞時(shí)間極短),最終小滑塊恰好未從長木板上掉下來。在小滑塊與長木板發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量Q=12 J。求:
(1)小滑塊最終的速度大小;
(2)碰撞結(jié)束時(shí),小滑塊與長木板的速度。
解:(1)設(shè)小滑塊與長木板最終共同速度為v,對(duì)系統(tǒng)全過程由能量守恒

解得v=2 m/s
(2)設(shè)碰撞結(jié)束時(shí)長木板與小滑塊的速度分別為v1、v2,碰后的過程中系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量為Q1,則小滑塊與長木板碰前與碰后產(chǎn)生的熱量相同,即Q=2Q1
從施加拉力到碰撞結(jié)束的過程中,對(duì)系統(tǒng)由能量守恒
設(shè)向左為正方向,由系統(tǒng)動(dòng)量守恒m1v1+m2v2=(m1+m2)v
解得v1=3m/s,v2=-1m/s
碰撞結(jié)束時(shí),小滑塊的速度大小為1 m/s,方向水平向右;長木板的速度大小為3m/s,方向水平向左
練習(xí)冊系列答案
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如圖所示,質(zhì)量分別為mA=6kg,mB=2kg的A、B兩個(gè)小物塊用細(xì)線栓接靜止在光滑的水平面上,中間放一被壓縮的輕彈簧,左端與A連接,右端與B不連接,F(xiàn)剪斷細(xì)線,A、B被彈簧彈開,離開彈簧時(shí),B物體的速度為6m/s,此后與右側(cè)的擋板發(fā)生碰撞,碰撞沒有能量損失。求:  
(1)細(xì)線被剪斷前,彈簧的彈性勢能;
(2)B物體被擋板反彈后,通過彈簧再次與A發(fā)生作用的過程中,彈簧具有彈性勢能的最大值。

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動(dòng)量分別為5kgm/s和6kgm/s的小球A、B沿光滑平面上的同一條直線同向運(yùn)動(dòng),A追上B并發(fā)生碰撞后。若已知碰撞后A的動(dòng)量減小了2kgm/s,而方向不變,那么A、B質(zhì)量之比的可能范圍是什么?

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如圖所示,光滑水平面上有帶有1/4光滑圓弧軌道的滑塊,其質(zhì)量為2m,一質(zhì)量為m的小球以速度v0沿水平面滑上軌道,并能從軌道上端飛出,則:
(1)小球從軌道上端飛出時(shí),滑塊的速度為多大?
(2)小球從軌道左端離開滑塊時(shí),滑塊的速度又為多大?

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(選修3-5選做題)
如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量都是M=0.4Kg的沙箱A、B并排放在光滑的水平面上,一顆質(zhì)量為m=0.1Kg的子彈以v0=200m/s的水平速度射向A,射穿A后,進(jìn)入B并最終一起運(yùn)動(dòng),已知子彈恰好射穿A時(shí),子彈的速度v1=100m/s,求沙箱A、B的最終速度。

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(選修3-5選做題)
2011年3月11日,日本東海岸發(fā)生9.0級(jí)地震,地震引發(fā)的海嘯摧毀了日本福島第一核電站的冷卻系統(tǒng),最終導(dǎo)致福島第一核電站的6座核反應(yīng)堆不同程度損壞,向空氣中泄漏大量碘-131和銫-137等放射性物質(zhì),這些放射性物質(zhì)隨大氣環(huán)流飄散到許多國家。4月4日,日本開始向太平洋排放大量帶有放射性物質(zhì)的廢水,引起周邊國家的指責(zé)。
(1)福島第一核電站是利用核__________(填“衰”、“裂”、“聚”)變時(shí)釋放的核能來發(fā)電。
(2)銫-137進(jìn)行β衰變的實(shí)質(zhì)是__________。

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