如图所示,质量为M=1kg的平板小车上放置着ml=3kg,m2=2kg的物块,两物块与小车间的动摩擦因数为μ=0.5。两物块间夹有一压缩轻质弹簧,物块间有张紧的
题型:不详难度:来源:
如图所示,质量为M=1kg的平板小车上放置着ml=3kg,m2=2kg的物块,两物块与小车间的动摩擦因数为μ=0.5。两物块间夹有一压缩轻质弹簧,物块间有张紧的轻绳相连。小车右端有与m2相连的锁定开关,现已锁定。水平地面光滑,物块均可视为质点。现将轻绳烧断,若己知m1相对小车滑过0.6m时从车上脱落,此时小车以速度v0=2m/s向右运动,当小车第一次与墙壁碰撞瞬间锁定开关打开。设小车与墙壁碰撞前后速度大小不变,碰撞时间极短,小车足够长。(g="10" m/s2)求:
(1)最初弹簧的弹性势能 (2)m2相对平板小车滑行的总位移 (3)小车第一次碰撞墙壁后非匀速运动所经历的总时间。 |
答案
(1)Ep="21J " (2)s2="0.6m " (3)t="0.4s " |
解析
(1)因小车与m2先处于锁定状态,故可视小车与m2为整体。当小车与m2 的速度为v0时,物块m1、m2与小车M组成的系统动量守恒,设此时物块m1的速度为 v1,由动量守恒定律可得:m1v1=(m2+M)v0 (3分) 代入数据有:v1="2m/s" 由能量守恒可知,弹簧最初的弹性势能: (3分) 代入数据解得:Ep="21J " (2分) (2)因为小车第一次碰撞瞬间打开了锁定开关,且碰撞后小车的动量:PM=Mv0,方向 向左。物块m2的动量:Pm2=m2v0,方向向右,由于m2>M,故小车与m2组成的系统总动 量向右,所以经多次碰撞后,物块m2与小车都应停在墙壁处。(2分) 由能量守恒可知: (2分) 代入数据可得:s2="0.6m " (2分) (3)当小车与物块m2之间有摩擦力作用时,小车作非匀速运动。 对物块m2,由动量定理可得:μm2gt=m2v0 (2分) 所以小车非匀速运动阶段所经历的总时间:t="0.4s " (2分) |
举一反三
(18分)如图甲所示,物块A、B的质量分别是mA=" 4.0kg" 和mB= 3.0kg,用轻弹簧栓接相连放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接触.另有一物块C从t =0时以一定速度向右运动,在t =" 4" s 时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开.物块C的v-t 图象如图乙所示.求: (1)物块C的质量mC; (2)墙壁对物块B的弹力在4 s 到12 s 的时间内对B做的功W及对B的冲量I的大小和方向; (3)B离开墙后的过程中弹簧具有的最大弹性势能EP. |
[物理——选修3-5] (1)(5分)以下说法中正确是 (填选项前的字母)A.光电效应现象表明光具有波动性 | B.贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象 | C.利用射线的电离作用,可检查金属内部有无砂眼或裂纹 | D.氢原子的能级图如图所示,欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子,该氢原子需要吸收的能量至少是13.60eV | (2)(10分)平直的轨道上有一节车厢,车厢以12m/s的速度做匀速直线运动,某时刻与一质量为其一半的以6m/s的速度迎面而来平板车挂接时,车厢顶边缘上一个小钢球向前滚出,如图所示,平板车与车厢顶高度差为1.8m,设平板车足够长,求钢球落在平板车上何处?(g取10m/s2)
|
[物理——选修3-5](15分) (1)(5分)以下关于原子核的说法正确的是 (填入选项前的字母,有填错的不得分)A.放射性元素的半衰期决定于原子的化学状态,与物理状态无关 | B.原子序数大于或等于83的元素,都能自发地放出射线 | C.β射线的穿透能力比射线强,能穿透几厘米厚的铅板 | D.原子核的比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定 | (2)(10分)如图,小车质量为M=2.0kg,带有光滑的圆弧轨道AB和粗糙的水平轨道BC,一小物块(可视为质点)质量为m=0.50kg,与轨道BC的动摩擦因数为μ=0.10,BC部分总长度为L=0.80m.重力加速度g取10m/s2。
①若小车固定在水平面上,将小物块从BC轨道的D点静止释放,小物块恰好可运动到C点.试求D点与BC轨道的高度差; ②若将小车置于光滑水平面上,小物块仍从D点静止释放,试求小物块滑到BC中点时的速度大小。 |
(18分)如图所示,EF为水平地面,O点左侧是粗糙的、右侧是光滑的。一轻质弹簧右端与墙壁固定,左端与静止在O点质量为m的小物块A连结,弹簧处于原长状态。质量为m的物块B在大小为F的水平恒力作用下由C处从静止开始向右运动,已知物块B与地面EO段间的滑动摩擦力大小为,物块B运动到O点与物块A相碰并一起向右运动(设碰撞时间极短),A、B虽接触而不粘连,当运动到D点时撤去外力F。已知CO长度为4S,OD长度为S,整个过程中弹簧都在其弹性限度内。求撤去外力后:
(1)弹簧的最大弹性势能; (2)物块B最终离O点的距离。 |
[物理选修——3-5](本题有两小题,每小题6分共12分。每小题只有一个选项符合题意。) (1)已知π+介子、π—介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克或反夸克)组成的,它们的带电量如下表所示,表中e为元电荷。 下列说法正确的是_____________。 ①π+由u和组成 ②π+由d和组成 ③π—由u和组成 ④π—由d和组成 (2)A、B两球沿一直线运动并发生正碰,如图所示为两球碰撞前后的位移图象。a、b分别为A、B两球碰前的位移图象,c为碰撞后两球共同运动的位移图象,若A球质量是m=2kg,则由图象判断下列结论不正确的是( )
①A、B 碰撞前的总动量为3kg·m/s ②碰撞时A对B所施冲量为-4N·s ③碰撞前后A的动量变化为4kg·m/s ④碰撞中A、B两球组成的系统动量保持不变 |
最新试题
热门考点