36.(肥西中學(xué)高三物理第二次月考試卷)如圖所示,質(zhì)量均為m的物塊A和B用彈簧連結(jié)起來,將它們懸于空中靜止,彈簧處于原長狀態(tài),A距地面高度H=0.90m,同時釋放兩物塊,A與地面碰撞后速度立即變?yōu)榱,由于B的反彈,A剛好能離開地面。若B物塊換為質(zhì)量為2m的物塊C(圖中未畫出),仍將它們懸于空中靜止且彈簧為原長,從A距地面高度為H’處同時釋放,設(shè)A也剛好能離開地面。已知彈簧的彈性勢能EP與彈簧的勁度系數(shù)k和形變量x的關(guān)系是:EP=kx2。試求:(1)B反彈后,彈簧的最大伸長量。(2)H’的大小
答案:(1)A落地時,B的速度為
υB= 、
設(shè)反彈后上升的最大高度為x,
A恰好離開地面時 kx=mg ②
由系統(tǒng)機械能守恒 mυB2=mgx+kx2 ③
由①②③聯(lián)立得 x=0.6m
(2)將B換成C后,A落地時,C的速度為 υC=
C反彈后上升到最高時A剛好離開地面, 故仍有 kx=mg
由系統(tǒng)機械能守恒
1/2·2mυc2=2mgx+kx2 解得:H’=0.75m
35.(2009高淳外校月考) 如圖所示,輕且不可伸長的細(xì)繩懸掛質(zhì)量為0.5kg 的小圓球,圓球又套在可沿水平方向移動的框架槽內(nèi),框架槽沿鉛直方向,質(zhì)量為0.2kg.自細(xì)繩靜止于鉛直位置開始,框架在水平力F=20N恒力作用下移至圖中位置,此時細(xì)繩與豎直方向夾角30°.繩長0.2m,不計一切摩擦.
求:(1)此過程中重力對小圓球做功為多少?
(2)外力F做功為多大?
(3)小圓球在此位置的瞬時速度大小是多少.(取g=10m/s2)
答案(1)小球重力所做功為
(2)外力F做功
(3)將小球和框架槽看作一個系統(tǒng),則系統(tǒng)動能定理:
其中為小球的質(zhì)量和小球此時的速度,為框架槽的質(zhì)量和此時的速度.
由運動的分解得:
代入上述方程::
34.(2009江浦中學(xué)月考) 光滑的長軌道形狀如圖所示,底部為半圓型,半徑R,固定在豎直平面內(nèi)。AB兩質(zhì)量相同的小環(huán)用長為R的輕桿連接在一起,套在軌道上。將AB兩環(huán)從圖示位置靜止釋放,A環(huán)離開底部2R。不考慮輕桿和軌道的接觸,即忽略系統(tǒng)機械能的損失,求:
(1)AB兩環(huán)都未進入半圓型底部前,桿上的作用力。
(2)A環(huán)到達最低點時,兩球速度大小。
(3)若將桿換成長 ,A環(huán)仍從離開底部2R處靜止釋放,經(jīng)過半圓型底部再次上升后離開底部的最大高度 。
答案⑴ 對整體自由落體,加速度為g; 以A為研究對象,A作自由落體則桿對A一定沒有作用力。
⑵ AB都進入圓軌道后,兩環(huán)具有相同角速度,則兩環(huán)速度大小一定相等
整體機械能守恒:
⑶ A再次上升后,位置比原來高h(yuǎn),如圖所示。
由動能定理 ,
A離開底部
33.(2009廣東省茂名市模擬) 如圖15所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧,左端連著絕緣介質(zhì)小球B,右端連在固定板上,放在光滑絕緣的水平面上。整個裝置處在場強大小為E、方向水平向右的勻強電場中。現(xiàn)有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球A,從距B球為S處自由釋放,并與B球發(fā)生碰撞。碰撞中無機械能損失,且A球的電荷量始終不變。已知B球的質(zhì)量M=3m,B球被碰后作周期性運動,其運動周期(A、B小球均可視為質(zhì)點)。
(1)求A球與B球第一次碰撞后瞬間,A球的速度V1和B球的速度V2;
(2)要使A球與B球第二次仍在B球的初始位置迎面相碰,求勁度系數(shù)k的可能取值。
答案:(1)設(shè)A球與B球碰撞前瞬間的速度為v0,
由動能定理得, ①
解得: 、
碰撞過程中動量守恒 、
機械能無損失,有 、
解得 負(fù)號表示方向向左
方向向右
(2)要使m與M第二次迎面碰撞仍發(fā)生在原位置,則必有A球重新回到O處所用 的時間t恰好等于B球的
⑥
(n=0 、1 、2 、3 ……) ⑦
由題意得: ⑧
解得: (n=0 、1 、2 、3 ……) ⑨
32.(2009南陽中學(xué)月考) 如圖所示,質(zhì)量m=60kg的高山滑雪運動員,從A點由靜止開始沿滑雪道滑下,從B點水平飛出后又落在與水平面成傾角=的斜坡上C點.已知AB兩點間的高度差為h=25m,B、C兩點間的距離為s=75m,已知sin370=0.6,取g=10m/s2,求:
(1)運動員從B點水平飛出時的速度大小;
(2)運動員從A點到B點的過程中克服摩擦力做的功.
解:(1)由B到C平拋運動的時間為t
豎直方向:hBc=ssin37o=gt2 (1)
水平方向:scos370=vBt (2)
代得數(shù)據(jù),解(1)(2)得vB=20m/s (3)
(2)A到B過程,由動能定理有
mghAB+wf=mvB2 (4)
代人數(shù)據(jù),解(3)(4)得 wf =-3000J
所以運動員克服摩擦力所做的功為3000J
31.(2009東城區(qū)期末試題) 如圖所示,在距水平地面高h(yuǎn)=0.80m的水平桌面一端的邊緣放置一個質(zhì)量m=0.80kg的木塊B,桌面的另一端有一塊質(zhì)量M=1.0kg的木塊A以初速度v0=4.0m/s開始向著木塊B滑動,經(jīng)過時間t=0.80s與B發(fā)生碰撞,碰后兩木塊都落到地面上。木塊B離開桌面后落到地面上的D點。設(shè)兩木塊均可以看作質(zhì)點,它們的碰撞時間極短,且已知D點距桌面邊緣的水平距離s=0.60m,木塊A與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,重力加速度取g=10m/s2。求:
(1)兩木塊碰撞前瞬間,木塊A的速度大小;
(2)木塊B離開桌面時的速度大;
(3)木塊A落到地面上的位置與D點之間的距離。
答案:(1)木塊A在桌面上受到滑動摩擦力作用做勻減速運動,根據(jù)牛頓第二定律,木塊A的加速度 =2.5m/s2
設(shè)兩木塊碰撞前A的速度大小為v,根據(jù)運動學(xué)公式,得
=2.0m/s…
(2)兩木塊離開桌面后均做平拋運動,設(shè)木塊B離開桌面時的速度大小為v2,在空中飛行的時間為t′。根據(jù)平拋運動規(guī)律有:,s=v2t′
解得: =1.5m/s
(3)設(shè)兩木塊碰撞后木塊A的速度大小為v1,根據(jù)動量守恒定律有:
解得: =0.80m/s
設(shè)木塊A落到地面過程的水平位移為s′,根據(jù)平拋運動規(guī)律,得
=0.32m
則木塊A落到地面上的位置與D點之間的距離 =0.28m
30.(2009年廣東省實驗中學(xué)模擬)如圖所示,矩形盒的質(zhì)量為,底部長度為,放在水平面上,盒內(nèi)有一質(zhì)量為可視為質(zhì)點的物體,與、與地面的動摩擦因數(shù)均為,開始時二者均靜止,在的左端。現(xiàn)瞬間使物體獲得一向右的水平初速度,以后物體與盒的左右壁碰撞時,始終向右運動。當(dāng)與的左壁最后一次碰撞后,立刻停止運動,繼續(xù)向右滑行()后也停止運動。
(1)與第一次碰撞前,是否運動?
(2)若第一次與碰后瞬間向左運動的速率為,求此時矩形盒的速度大小
(3)當(dāng)停止運動時,的速度是多少?
答案 (1) 與第一次碰撞前,A、B之間的壓力等于A的重力,即
A對B的摩擦力
而B與地面間的壓力等于A、B重力之和,即
地面對B的最大靜摩擦力
故與第一次碰撞前,B不運動
(2)設(shè)A第一次碰前速度為v,碰后B的速度為v2
則由動能定理有
…
碰撞過程中動量守恒
有
解得
(3)當(dāng)停止運動時, 繼續(xù)向右滑行()后停止,設(shè)B停止時,的速度為,則由動能定理…
得…
解得
29.(2009年深圳一模) 光滑水平面上有兩個小木塊A和B,其質(zhì)量mA=1kg、mB=4kg,它們中間用一根輕質(zhì)彈簧相連.一顆水平飛行的子彈質(zhì)量為m=50g,以V0=500m/s的速度在極短時間內(nèi)射穿兩木塊,已知射穿A木塊后子彈的速度變?yōu)樵瓉淼?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic4/img3/down2010/19/248963/1010jiajiao.files/image1131.gif">,且子彈射穿A木塊損失的動能是射穿B木塊損失的動能的2倍.求:系統(tǒng)運動過程中彈簧的最大彈性勢能.
答案 彈穿過A時,子彈與A動量守恒,
由動量守恒定律: ……………………… ①
而由 得:v1=300m/s
得: ………………………②
子彈穿過B時, 子彈與B動量守恒,
由動量守恒定律: ………………………③
又由 …………………④
得:v2=100m/s
由③,④得: ………………………⑤
子彈穿過B以后,彈簧開始被壓縮,A、B和彈簧所組成的系統(tǒng)動量守恒
由動量守恒定律: ………………………⑥
由能量關(guān)系: ……………………⑦
由② ⑤ ⑥ ⑦得: ………………………⑧
28.(合肥35中2009屆高三10月月考物理試卷)質(zhì)量為m=1kg的小物塊輕輕放在水平勻速運動的傳送帶上的P
點,隨傳送帶運動到A點后水平拋出,小物塊恰好無碰撞的沿圓弧切線從B點進入豎直光滑圓孤軌道下滑。B、C為圓弧的兩端點,其連線水平。已知圓弧半徑R=1.0m圓弧對應(yīng)圓心角,軌道最低點為O,A點距水平面的高度h=0.8m。小物塊離開C點后恰能無碰撞的沿固定斜面向上運動,0.8s后經(jīng)過D點,物塊與斜面間的滑動摩擦因數(shù)為=0.33(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)試求:
(1)小物塊離開A點的水平初速度v1
(2)小物塊經(jīng)過O點時對軌道的壓力
(3)斜面上CD間的距離
(4)假設(shè)小物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.3,傳送帶的速度為5m/s,則PA間的距離是多少?
答案:(1)對小物塊,由A到B有:
在B點 所以
(2)對小物塊,由B到O有:
其中
在O點 所以N=43N
由牛頓第三定律知對軌道的壓力為
(3)物塊沿斜面上滑:
所以
物塊沿斜面上滑:
由機械能守恒知
小物塊由C上升到最高點歷時
小物塊由最高點回到D點歷時
故
即
(4)小物塊在傳送帶上加速過程:
PA間的距離是
27.(2009宣武區(qū)期末試題) 如圖,一質(zhì)量為M =1.2kg的物塊靜止在桌面邊緣,桌面離水平地面的高度為h =1.8m。一質(zhì)量為m=20g的子彈以水平速度v0=100m/s射入物塊,在很短的時間內(nèi)以水平速度10m/s穿出。重力加速度g取10m/s2。求:
(1)子彈穿出木塊時,木塊獲得的水平初速度V;
(2)木塊落地點離桌面邊緣的水平距離X。
答案 (1) ∵ mv0=mv+MV ∴V=(mv0-mv)/M =1.5m/s
(2)∵ h =gt2 X=V·t
∴ X=V=0.9m
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