光滑的水平地面上有一小车,木块(可视为质点)在小车上向左滑动到左端时v1=5.0m/s,这时小车速度刚好为零。一颗子弹在此时刻以水平向右速度v0击中木块,子弹和
题型:不详难度:来源:
光滑的水平地面上有一小车,木块(可视为质点)在小车上向左滑动到左端时v1=5.0m/s,这时小车速度刚好为零。一颗子弹在此时刻以水平向右速度v0击中木块,子弹和木块作用时间极短。已知子弹质量为m,木块质量为4m,小车质量为10m。(g=10m/s2) (1)若子弹穿过木块,穿出时速度为v0/5,为使木块不从小车左端滑出,子弹速度v0应满足什么条件? (2)若子弹不从木块穿出,木块与小车间动摩擦因数为μ。要使木块不从小车右方滑下,则小车至少多长(结果用字母表示)。 (3)若子弹不从木块穿出,已知v0=40m/s,小车长L0=2m,动摩擦因数为μ=0.2,小车上表面距地面h=0.2米,求木块离开小车时的速度和木块落地时落地点和子弹击中木块时的位置的水平距离。 |
答案
(1)v0≥25m/s (2)L≥(v0-4v1)2/(75μg) (3)S=2.76m |
解析
设向左为正方向 (1)mv0-4mv1=mv0/5+4mv1’ v0=5(v1+v1’) 不从左端滑出则有v1’≥0 所以有:v0≥25m/s (2)子弹射入木块过程,子弹木块组成的系统动量守恒, 有:mv0-4mv1=5mv’ 以子弹、木块和小车组成的系统,木块在小车上滑动至相对静止过程中: 由动量守恒有:5m v’=15 mv” 由能量守恒有:5m v’2/2--15 mv” 2/2=5μm gS 车长为L有: L≥S 解得:L≥(v0-4v1)2/(75μg) (3)子弹射入木块过程,子弹木块组成的系统动量守恒, 有:mv0-4mv1=5mv’ 解得:v’ =4m/s 以子弹、木块和小车组成的系统,木块在小车上滑动过程中: 由动量守恒有:5m v’=5 mv2+10 mv3 由能量守恒有:5m v’2/2—(5 mv22/2+10mv32/2)=5μm gL 解得:v2="8/3(m/s)" v3=2/3(m/s) 或:v2="0m/s " v3=2m/s(舍) 此过程中木块的位移为:s1=( v’ 2- v22)/2μg=20/9m 木块离开小车后作平抛运动:t=(2h/g)1/2 s2= v2 t 解得:s2=8/15m 所以块离开小车时的速度和木块落地时落地点和子弹击中木块时的位置的水平距离S: 有:S= s1+ s2=124/45m=2.76m |
举一反三
在以下几种情况中,系统动量守恒的有哪些A.人在静止于光滑水平面的车上,从车头走到车尾的过程中,人和车组成的系统 | B.水平放置的弹簧一端固定,另一端与置于光滑水平面的物体相连,令弹簧伸长,使物体运动起来。在物体运动过程中,物体与弹簧组成的系统 | C.斜面体放于光滑水平地面上,物体由斜面顶端自由滑下,斜面体后退,此过程中,物体与斜面体组成的系统 | D.光滑水平地面上,用细线拴住一个弹簧,弹簧的两边靠放两个静止的物体,用火烧断细线,两物体被弹出。在物体被弹开的过程中,两物体和弹簧组成的系统 |
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(14分) 质量m1 =" 1" kg的小球在光滑的水平桌面上以v1 = 30m/s的速率向右运动,恰好遇上在同一条直线上向左运动的另一个小球.另一个小球的质量为m2 = 5kg,速率v2 = 1m/s,碰撞后,小球m2恰好停止.求碰撞后小球m1的速度是多大,方向如何? |
[物理——选修3-5](15分) (1)(5分)根据玻尔的原子理论,下列说法中正确的有 ( )A.原子只有在吸收了光子以后才有可能从低能级跃迁到高能级 | B.原子从高能级跃迁到低能级一定会辐射出光子 | C.氢原子向外辐射光子的能量不会超过13.6eV | D.氢原子能吸收的光子的能量不会超过13.6eV | (2)(10分)质量分别为m1和m2的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v1、v2同向运动并发生对心碰撞,碰后m2被右侧的墙原速弹回,又与m1相碰,碰后两球都静止。求第一次碰后m1球的速度。 |
一装有柴油的船静止于水平面上,船前舱进水,堵住漏洞后用一安装在船上的水泵把前舱的水抽往河中(如图),不计水的阻力,下列说法正确的是( )
A.在抽水的过程中船向左运动 | B.在抽水的过程中船向右运动 | C.停止抽水船就停止运动 | D.停止抽水船仍会运动 |
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如图是用来验证动量守恒的实验装置,弹性球1用细线悬挂于O点,O点正下方桌子的边缘放有一静止弹性球2.实验时,将球1拉到A点并从静止开始释放球1,当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞。碰撞后,球1把处于竖直方向的轻质指示针OC推移到与竖直线夹角为β处,球2落到水平地面上的C点。测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒。现已测出:在A点时,弹性球1球心离水平桌面的距离为a,轻质指示针OC与竖直方向的夹角为β,球1和球2的质量分别为,m1 m2,C点与桌子边沿间的水平距离为b。
①在此实验中要求m1_________m2(填大于,小于或等于) ②此外,还需要测量的量是________________、和_____________________。 ③根据测量的数据,该实验中动量守恒的表达式为__________________________。 |
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