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1、计算题 如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的2倍,重物与木板间的动摩擦因数为μ.使木板与重物以共同的速度v0向右运动,某时刻木板与墙发生弹性碰撞,碰撞时间极短。求:(1)木板第二次与墙碰撞前的速 ">
时间:2018-10-02 04:16:15
1、计算题 如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的2倍,重物与木板间的动摩擦因数为μ.使木板与重物以共同的速度v0向右运动,某时刻木板与墙发生弹性碰撞,碰撞时间极短。求:(1)木板第二次与墙碰撞前的速度;(2)木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间。设木板足够长,重物始终在木板上.重力加速度为g。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/nccn3d1edov.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
参考答案:(1)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/2xwp0tc1yn0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">(2)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/hqs3pqpbfps.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:(1)木板第一次与墙碰撞后,最后木板和重物达到一共同速度为v,
设木板的质量为m,重物的质量为2m,取向右为动量的正向,由动量守恒得:2mv0-mv0=3mv,
解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/2xwp0tc1yn0.png\" style=\"vertical-align:middle;\">(3分)
(2)设从第一次与墙碰撞到木板和重物具有共同速度v所用的时间为t1,
对木板根据动量定理得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/1vrhmk1npzt.png\" style=\"vertical-align:middle;\">,(2分)
解得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/rkbllo1kqjk.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
在达到共同速度v时,木板离墙的距离为L,
对木板根据动能定理得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/bn1xwyd0vny.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> (2分)
解得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/qcgwhd2x2qd.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
(其他方法求解同样得分,例如:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/g2tgngbqr3u.png\" style=\"vertical-align:middle;\">或
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/v4utisnqesg.png\" style=\"vertical-align:middle;\">)
开始向右做匀速运动到第二次与墙碰撞的时间为:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/xa3mm4dhh1o.png\" style=\"vertical-align:middle;\">(1分)
从第一次碰撞到第二次碰撞所经过的时间为:t=t1+t2(1分)
由以上各式得600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/hqs3pqpbfps.png\" style=\"vertical-align:middle;\">(2分)
本题考查动量定理的应用,碰撞前后动量守恒,分别以木板和重物为研究对象应用动量定理列式求解,在根据动能定理列式求解
本题难度:一般
2、简答题 处于静止状态的某原子核X,发生α衰变后变成质量为M的原子核Y,被释放的α粒子垂直射人磁感强度为B的匀强磁场中,测得其圆周运动的半径为r,设α粒子质量为m,质子的电量为e,试求:
(1)衰变后α粒子的速率600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/ibpxdl2a0jn.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">和动能Eka;
(2)衰变后Y核的速率600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/2igdctdpdhe.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">和动能Eky;
(3)衰变前X核的质量Mx.
参考答案:(1)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/k4agfnncuaa.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">,
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/hmacsnj2mmj.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">,(2)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/g5tgvwrntvi.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">,(3)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/1iulehtei5q.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:(1)α粒子在匀强磁场中做圆周与运动所需的向心力同洛仑兹力提供,
即600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/xu1ayh3c4yj.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">,
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/lsbtj40m4gs.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">粒子的带电量为q=2e?(2分)
所以α粒子的速率:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/j2ozc2haxot.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">, 动能:
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/i4h0czxznl1.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?(2分)
(2)由动量守恒600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/3pyxryydzmv.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">,?(2分)
所以600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/z3ck5jmjecx.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?(2分)
(3)由质能方程:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/0ut43y5sgdc.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">,而
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/a2ohjab21ro.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">,?(2分)
所以600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/wn255q0smzn.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?(2分)
衰变前X核的质量:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/x12ulyf0prf.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">?(2分)
本题难度:简单
3、实验题& nbsp; 如图所示,在光滑的水平面上,两木块紧挨在一起,质量分别为m1、m2,水平飞来的子弹先后射穿m1、m2,射穿时间分别为t1和t2,木块对子弹的阻力恒定.则子弹穿透两木块后,两木块的速度之比600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/0leiwbv2svj.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">=_____________.
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/veerzpvkf31.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
参考答案:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/ub0bzgf0g2w.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:以子弹为研究对象,设子弹受到的阻力为f,则子弹在射穿m1的过程中,根据动量定理得:
ft1=(m1+m2)v1? ①
射穿m2的过程中,由动量定理有:
ft2=m2v2-m2v1? ②
两式相除得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/vopbi22bkdf.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">=
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/fnuvcngisox.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">
所以600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/0leiwbv2svj.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">=
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/ub0bzgf0g2w.gif\" style=\"vertical-align:middle;\">.
本题难度:一般
4、计算题 (7分)如图所示,固定在竖直平面内半径为R的四分之一光滑圆弧轨道与水平光滑轨道平滑连接,A、B、C三个滑块质量均为m,B、C带有同种电荷且相距足够远,静止在水平轨道上的图示位置。不带电的滑块A从圆弧上的P点由静止滑下(P点处半径与水平面成300角),与B发生正碰并粘合,然后沿B、C两滑块所在直线向C滑块运动。600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/v3zgmp4owcs.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
求:①A、B粘合后的速度大小;
②A、B粘合后至与C相距最近时系统电势能的变化。
参考答案:(1) 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/rxdphj04oa3.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(2)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/qenxkppcs1a.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:① 滑块由P滑下到与B碰撞前,根据动能定理600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/3mvk4uoqmpq.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(1分)
A、B碰撞过程动量守恒?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/gsb1zfuli41.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(1分)
解得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/rxdphj04oa3.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(1分)
②当B、C达到共同速度时,B、C相距最近,由动量守恒定律600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/vatm11a5rsp.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(1分)
根据能量守恒定律,系统损失的机械能转化为系统的电势能,则600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/mwsd0n3rq45.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(2分)
电势能的增加量为?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060503/qenxkppcs1a.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(1分)
本题难度:一般
5、计算题 2014年8月3日我国云南鲁甸发生里氏6.5级地震,为救援灾区人民,要从悬停在空中的直升机上投放救灾物资,每箱救灾物资的质量为20 kg,设箱子承受的地面冲击力大小为1 000 N,箱子与地面的作用时间为0.5 s,已知当地的重力加速度g=10 m/s2,不计空气阻力,试求:
(1)与地面作用时,箱子的加速度是多少?
(2)为保证救灾物资安全落地,飞机投放物资时的高度不应超过多少米?
参考答案:(1)40 m/s2(2)20 m
本题解析:(1)在箱子与地面作用的过程中,a=600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/cwtdu3xz1hc.png\" style=\"vertical-align:middle;\">=40 m/s2(3分)
(2)箱子刚触地时的速度为v=at=20 m/s(2分)
在自由落体过程中h=600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060316/yeinucb14m3.png\" style=\"vertical-align:middle;\">=20 m(3分)
考点:考查了自由落体运动,牛顿第二定律
本题难度:一般