（18分）一个质量为的小球被长为L的轻质细绳悬挂，小球可以绕悬点O在竖直平面内摆动，不计空气阻力，则开始小球静止且恰能与地面接触而不发生相互作用，一个质量为的小

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（18分）一个质量为

的小球被长为L的轻质细绳悬挂，小球可以绕悬点O在竖直平面内摆动，不计空气阻力，则开始小球静止且恰能与地面接触而不发生相互作用，一个质量为

的小物块在光滑水平面上滑行并与小球发生正碰，碰后物块静止不动而小球在竖直平面内刚好可以通过最高点做圆周运动，当小球再次与物块发生正碰后，小物块速度变为最初速度的一半，已知重力加速度为

，两物体均可视为质点，试求

小题1:小物块最初的速度V0的大小；
小题2:第二次碰撞中系统损失的机械能

。

答案

小题1:小球恰好通过最高点作圆周运动，此时重力刚好提供向心力，设速度为V，有

（3分）
得V=

设小球第一次碰完后速度为V₁，其后在摆至最高点过程中，根据动能定理：
-2·2mgL=

·2m V²-

·2m V₁² （3分）
代入V值可得V₁=

第一次碰撞过程中，物块和小球系统动量守恒，有
mV₀=2m V₁
代入V₁值可得V₀=2

（3分）
小题2:小球从第一次碰后到第二次碰前，由于机械能守恒且同在最低点，所以第二次碰前的速度仍为V₁。
设小球第二次碰完后的速度为V₂，根据第二次碰撞物块和小球系统动量守恒
2m V₁=2m V₂+m˙

V₀ （2分）
代入V₁、V₀值可得V₂=

（2分）
故第二次碰撞系统损失的机械能
ΔE=

·2m V₁²-

·2m V₂²-

m（

V₀）² （3分）
代入所求的的速度值可得
ΔE=

mgL （2分）

解析

略

举一反三

（共18分）如图所示，在一光滑的长直轨道上，放着若干完全相同的小木块，每个小木块的质量均为m，且体积足够小均能够看成质点，其编号依次为0、1、2、……n……，相邻各木块之间的距离分别记作：

。在所有木块都静止的初始条件下，有一个沿轨道方向水平向右的恒力F持续作用在0号小木块上，使其与后面的木块连接发生碰撞，假如所有碰撞都是完全非弹性的（碰后合为一体共速运动）。求：

（1）在0号木块与1号木块碰撞后瞬间，其共同速度的表达式；
（2）若F=10牛，

米，那么在2号木块被碰撞后的瞬间，系统的总动能为多少？
（3）在F=10牛，

米的前提下，为了保持正在运动的物块系统在每次碰撞之前的瞬间其总动能都为一个恒定的数值，那么我们应该设计第

号和第n号木块之间距离

为多少米？

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（18分）
（1）用如图1所示的装置，来验证碰撞过程中的动量守恒。图中PQ是斜槽，QR为水平槽。O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点，A、B两球的质量之比m_A：m_B＝3：1。先使A球从斜槽上某一高度处由静止释放，在水平地面的记录纸上留下落点痕迹P，重复10次，得到10个落点。再把B球放在水平槽上的末端R处，让A球仍从同一高度处由静止释放，与B球碰撞，碰后A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹，重复10次。A、B两球在记录纸上留下的落点痕迹如图2所示，其中米尺的零点与O点对齐。

①碰撞后A球的水平射程应取_____________cm。
②本实验巧妙地利用小球飞行的水平距离表示小球的水平速度。下面的实验条件中，可能不能使小球飞行的水平距离的大小表示为水平初速度大小的是__________________。
A．使A、B两小球的质量之比改变为5：1
B．升高小球初始释放点的位置
C．使A、B两小球的直径之比改变为1：3
D．升高桌面的高度，即升高R点距地面的高度
③利用此次实验中测得的数据计算碰撞前的总动量与碰撞后的总动量的比值为。（结果保留三位有效数字）
（2）某同学将铜片和锌片插入水果中制成一个“水果电池”，该同学利用下列所给器材测量水果电池的电动势E和内阻r。
A.电流表G₁（内阻R_g=15Ω，满偏电流I_g=2mA）
B.电流表G₂（量程20mA，内阻约2Ω）
C.滑动变阻器R₁（0～1000Ω）
D.电阻箱R₂ (0～9999.9Ω)
E.待测水果电池（电动势E约4V，内阻r约500Ω）
F.开关S，导线若干
①实验中用电流表G₁改装成量程0～4V的电压表，需（选填“串联”或“并联”）一个阻值为 Ω的电阻。
②该同学用电流表G₂和改装成的电压表测量水果电池的电动势和内阻，设计了如图3所示的实验电路图。请根据电路图，将图4中的实物连接成实验用的电路。

③接通开关，逐次调节滑动变阻器，读取电流表示数I和对应的电压表的示数U，记录了6组数据，并在图中标注出了几个与测量对应的坐标点，如图5所示。请你在图5上把已经描绘出的坐标点连成U-I图线。
④根据图5描绘出的图线可得出水果电池的电动势E=_______V，内电阻r=_______Ω

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如图所示为静止在光滑水平面上的质量为M的小车，小车上AB部分是半径为R的四分之一光滑圆弧，BC部分是粗糙的平面. 今把质量为m的小物块从A点静止释放，m与BC分部间的动摩擦因数为μ，最终小物块与小车相对静止于B、C之间的D点，则下列说法错误的是

A．m运动到车上B点时，车向左运动距离为

B．整个过程车与物块组成的系统动量守恒

C．其他量不变，R越大，BD距离越大

D．其他量不变，M越大，BD距离越大

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如图所示，质量为M=1kg的平板小车上放置

着m_l=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。

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（18分）如图甲所示，物块A、B的质量分别是m_A=" 4.0kg" 和m_B= 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m_C；
（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E_P．

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