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1、计算题 (选修3-5选做题)
如图所示,质量为m的木块A放在光滑的水平面上,木块的长度为l,另一个质量为M=3m的小球B以速度v0在水平面上向左运动并与A在距竖直墙壁为s处发生碰撞,已知碰后木块A的速度大小为v0,木块A与墙壁的碰撞过程中无机械 ">
时间:2017-07-27 11:34:35
1、计算题 (选修3-5选做题)
如图所示,质量为m的木块A放在光滑的水平面上,木块的长度为l,另一个质量为M=3m的小球B以速度v0在水平面上向左运动并与A在距竖直墙壁为s处发生碰撞,已知碰后木块A的速度大小为v0,木块A与墙壁的碰撞过程中无机械能损失,且碰撞时间极短,小球的半径可忽略不计。求木块和小球发生第二次碰撞时,小球到墙壁的距离。600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 291px; HEIGHT: 112px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/30etknm4asp.png\">
参考答案:解:小球与木块第一次碰撞过程动量守恒,设碰撞后小球的速度大小为v,取水平向左为正方向,因此有:
Mv0=mv0+Mv
解得:600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 56px; HEIGHT: 40px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/ohapjspadxg.png\">
设第二次碰撞时小球到墙的距离为x,则在两次碰撞之间小球运动路程为s-x,木块运动的路程为s+x-2l
由于小球和木块在两次碰撞之间运动的时间相同,所以应有600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 117px; HEIGHT: 46px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/vhnhrqdb115.png\">
解得600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 69px; HEIGHT: 42px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/fepmqjebc3x.png\">
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 (9分)如图所示,在光滑水平地面上,有一右端装有固定的竖直挡板的平板小车质量
m1=4.0kg,挡板上固定一轻质细弹簧.位于小车上A点处的质量为m2=1.0 kg的木块(视为质点)与弹簧的左端相接触但不连接,此时弹簧与木块间无相互作用力。木块与车面之间的摩擦可忽略不计。现小车与木块一起以v0=2.0 m/s的初速度向右运动,小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞,已知碰撞时间极短,碰撞后小车以v1=1.0 m/s的速度水平向左运动,取g=10 m/s2。求:600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/mbxtuhah5al.jpg\" style=\"vertical-align:middle;\">
(i)小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小;
(ii)若弹簧始终处于弹性限度内,求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能。
参考答案:(1)600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/4ouamv2rwc3.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?(2)
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/1yfhufffr1b.png\" style=\"vertical-align:middle;\">
本题解析:(ⅰ)以v1的方向为正方向,则小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中,小车动量变化量的大小为?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/b324wfmxuoo.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?①? 2分
(ⅱ)小车与墙壁碰撞后向左运动,木块与小车间发生相对运动将弹簧压缩至最短时,二者速度大小相等,此后木块和小车在弹簧弹力的作用下,做变速运动,当两者具有相同速度时,二者相对静止。整个过程中,小车和木块组成的系统动量守恒
设小车和木块相对静止时的速度大小为v,根据动量守恒定律有600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/pjjnq1ktcc5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">? ② 2分
解得?600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/fgzixpzbwe5.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?③ 1分
当小车与木块首次达到共同速度600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/15fq5qa3tpn.png\" style=\"vertical-align:middle;\">时,弹簧压缩至最短,此时弹簧的弹性势能最大
设最大弹性势能为EP,根据机械能守恒定律可得 600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/d1n0vt3pvi3.png\" style=\"vertical-align:middle;\">?④ 2分
600)makesmallpic(this,600,1800);\' src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/1yfhufffr1b.png\" style=\"vertical-align:middle;\"> ?⑤ 2分
本题难度:困难
3、计算题 如图所示,木板A质量mA=1 kg,足够长的木板B质量mB600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 1px; HEIGHT: 1px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/2m2qk4ecr4g.png\">=4 kg,质量为mC=4 kg的木块C置于木板B上,水平面光滑,B、C之间有摩擦.现使A以v0=12 m/s的初速度向右运动,与B碰撞后以4 m/s速度弹回.g=10 m/s2,求:
(1)B运动过程中的最大速度大小;
(2)碰撞后C在B上滑行了2 m,求B、C之间动摩擦因数大小.600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 185px; HEIGHT: 50px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/si12aq5lldv.png\">
参考答案:(1)4 m/s
(2)0.2
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 质量为m、速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B球的速度可能有不同的值。碰撞后B球的速度大小可能是( ? )
A.0.6v
B.0.4v
C.0.2v
D.v
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 【选修3-5选做题】
如图所示,在高为h=5m的平台右边缘上,放着一个质量M=3kg的铁块,现有一质量为m=1kg的钢球以v0=10m/s的水平速度与铁块在极短的时间内发生正碰被反弹,落地点距离平台右边缘的水平距离为l=2m.已知铁块与平台之间的动摩擦因数为0.5,求铁块在平台上滑行的距离s(不计空气阻力,铁块和钢球都看成质点).600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 170px; HEIGHT: 102px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/iaotisloek3.png\">
参考答案:解:设钢球反弹后的速度大小为v1,铁块的速度大小为v,碰撞时间极短系统动量600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 104px; HEIGHT: 23px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/crwkm3krlui.png\">?①?
钢球做平抛运动600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 42px; HEIGHT: 22px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/abbn5loiyba.png\">? ②?
600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 61px; HEIGHT: 39px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/mhdz2xrpknn.png\">?③
由②③①解得t=1s,v1=2m/s,v=4m/s
铁块做匀减速直线运动,加速度大小600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 96px; HEIGHT: 39px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/bhd2y0p433k.png\">=5m/s2? ④
最终速度为0,则其运行时间600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 63px; HEIGHT: 39px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/e5jbvb4vhna.png\">=0.8s?⑤
所以铁块在平台右滑行的距离600)makesmallpic(this,600,1800);\' style=\"WIDTH: 47px; HEIGHT: 39px; VERTICAL-ALIGN: middle\" src=\"http://www_php168_com/91files/2016060502/x3ndw422qut.png\">=1.6m?⑥
本题解析:
本题难度:一般