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1、选择题 如图16-4-5所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有(?)
时间:2017-03-05 16:32:56
1、选择题 如图16-4-5所示,A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有(?)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/qsgqtqaqn4c.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
图16-4-5
A.A、B系统动量守恒?B.A、B、C系统动量守恒
C.小车向左运动?D.小车向右运动
参考答案:BC
本题解析:A、B因质量不同,水平方向受到C的摩擦力是不相同的,所以A、B系统动量不守恒,但A、B、C系统动量守恒.A对C的摩擦力大于B对C的摩擦力,小车将向左运动.
本题难度:简单
2、计算题 【选修3-5选做题】
倾角为θ的斜面固定在地面上,质量为M的物体A静止在斜面上,质量为m的物体B以某一速度向A运动,已知刚与A接触时,B的速度为v0,两者碰撞后迅速分开,设碰撞时间为t且极短,B物体与斜面的动摩擦因素为μ,碰撞接触后A获得的速度为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 22px; HEIGHT: 44px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/0jqdcchlymr.png\">,且3m>M>2m。试求:
(1)碰后瞬间B的速度。
(2)两物体碰撞过程中的平均作用力。600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 225px; HEIGHT: 123px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/kvgyp5j0f2v.png\">
参考答案:解:(1)由题知,两物体碰撞时间极短,故内力远大于外力。故AB组成的系统满足动量守恒定律。设碰后瞬间B 的速度为v,取下面向下为正方向,则有:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 118px; HEIGHT: 44px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/qfjguq3ami3.png\">?
解得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 96px; HEIGHT: 42px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/lg0nofgqdnq.png\">
由3m>M>2m可以判断,v的方向沿斜面向下,且v<600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 22px; HEIGHT: 44px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/vx3ziv4wcwk.png\">
(2)以B为研究对象,B平行于斜面受到下滑力、滑动摩擦力以及A对B的作用力F,由动量定理可得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 256px; HEIGHT: 25px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/0wpws2rvvac.png\">
解得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 213px; HEIGHT: 44px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/hmbmjeekagc.png\">
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 有两个完全相同的小滑块A和B,A沿光滑水平面以速度v0与静止在平面边缘O点的B发生正碰,碰撞中无机械能损失。碰后B运动的轨迹为OD曲线,如图所示。
(1)已知滑块质量为m,碰撞时间为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/hfuyrmmotje.gif\">,求碰撞过程中A对B平均冲力的大小。
(2)为了研究物体从光滑抛物线轨道顶端无初速下滑的运动,特制做一个与B平抛轨道完全相同的光滑轨道,并将该轨道固定在与OD曲线重合的位置,让A沿该轨道无初速下滑(经分析,A下滑过程中不会脱离轨道)。
a.分析A沿轨道下滑到任意一点的动量pA与B平抛经过该点的动量pB的大小关系;
b.在OD曲线上有一M点,O和M两点连线与竖直方向的夹角为45°。求A通过M点时的水平分速度和竖直分速度。 600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/zthgqzye2pz.gif\">
参考答案:解:(1)滑动A与B正碰,满足mvA-mVB=mv0 ①600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/qpsqut04d1s.gif\">?②
由①②,解得vA=0,vB=v0
根据动量定理,滑块B满足F·600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/5w3vgihgn5j.gif\">t=mv0
解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/pzvqdxyvyva.gif\">
(2)a.设任意点到O点竖直高度差为d,B由O点分别运动至该点过程中,只有重力做功,所以机械能守恒。选该任意点为势能零点,有EA=mgd,EB= mgd+600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/a2w2bm3ryqf.gif\">
由于p=600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/ureopc5hmxe.gif\">,有
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/5gfb5dmkgtk.gif\">,即PA<PB
A下滑到任意一点的动量总和是小于B平抛经过该点的动量
b.以O为原点,建立直角坐标系xOy,x轴正方向水平向右,y轴正方向竖直向下,则
对B有x=v0t,y=600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/o2xzab0ojrh.gif\">gt2
B的轨迹方程y=600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/s5uhvkewwcq.gif\">
在M点x=y,所以y=600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/htmic5nl3kq.gif\"> ③
因为A、B的运动轨迹均为OD曲线,故在任意一点,两者速度方向相同。设B水平和竖直分速度大小分别为600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/hhrdvgpub33.gif\">和
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/m1zv2k0numf.gif\">,速率为vB;A水平和竖直分速度大小分别为
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/cxdumd12ybv.gif\">和
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/zebexrzy2wo.gif\">,速率为vA,则
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/mikricg55p0.gif\">?④
B做平抛运动,故600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/ig2zrnhqxeb.gif\"> ⑤
对A由机械能守恒得vA=600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/hh4cdyxjudp.gif\"> ⑥
由④⑤⑥得600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/ytohwnbputr.gif\">
将③代入得600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/ikpsjpgpbra.gif\">
本题解析:
本题难度:困难
4、选择题 如图16-4-6所示,两带电金属球在绝缘的光滑水平桌面上沿同一直线相向运动,A球带电为-q,B球带电为+2q.下列说法中正确的是(?)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/n2un5tn4l1c.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
图16-4-6
A.相碰前两球的运动过程中,两球的总动量守恒
B.相碰前两球的总动量随两球的距离逐渐减小而增大
C.相碰分离后的两球的总动量不等于相碰前两球的总动量,因为两球相碰前作用力为引力,而相碰后的作用力为斥力
D.相碰分离后任一瞬时两球的总动量等于碰前两球的总动量,因为两球组成的系统合外力为零
参考答案:AD
本题解析:两球水平方向不受外力,所以相碰前后总动量守恒.
本题难度:简单
5、计算题 如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C,质量分别为mA=mC=2m,mB=m,A、B用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不拴接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止。某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/g0v211v1ol0.gif\">
参考答案:解:设共同速度为v,球A与B分开后,B的速度为vB,由动量守恒定律
(mA+mB)v0=mAv+mBvB ①
mBvB=(mB+mC)v ②
联立①②式,得B与C碰撞前B的速度600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"VERTICAL-ALIGN: middle\" border=\"0\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/5ut331x4qaz.gif\"> ③
本题解析:
本题难度:一般