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1、简答题 A、B两个粒子都带正电,B的电荷量是A的两倍,B的质量是A的四倍,A以已知速度v向静止的B粒子飞去.由于库仑斥力,他们之间的距离缩短到某一极限后又被弹开,然后各自以新的速度做匀速直线运动.设作用前后他们的轨迹都在同一直线上,试计算当A、B之间的距离最近时各自的速度?
参考答案:当A、B之间距离最短时它们的速度相等,设A初速度的方向为正方向,根据动量守恒定律,有:
mAvA=(mA+mB)v′
得:v′=mAmA+mBv=v5
答:当A、B之间距离最短时它们速度相等,都为v5.
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 (18分)如图所示,光滑水平台面MN上放两个相同小物块A、B,右端N处与水平传送带理想连接,传送带水平部分长度L=8m,沿逆时针方向以恒定速度v0=2m/s匀速转动。物块A、B(大小不计,视作质点)与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.2,物块A、B质量均为m=1kg。开始时A、B静止,A、B间压缩一轻质短弹簧。现解除锁定,弹簧弹开A、B,弹开后B滑上传送带,A掉落到地面上的Q点,已知水平台面高h=0.8m,Q点与水平台面间右端间的距离S=1.6m,g取10m/s2。

(1)求物块A脱离弹簧时速度的大小;
(2)求弹簧储存的弹性势能;
(3)求物块B在水平传送带上运动的时间。
参考答案:(1)4m/s;(2)16J;(3)4.5s。
本题解析:(1)A作平抛运动,竖直方向:
(2分),水平方向:
(2分)
解得:vA=4m/s(1分)
(2)解锁过程系统动量守恒:
(2分)
由能量守恒定律:
(2分)
解得:Ep="16J" (1分)
(3)B作匀变速运动,由牛顿第二定律,
(1分)
解得:
(1分)
B向右匀减速至速度为零,由
,解得SB=4m<L=8m,所以B最终回到水平台面。(1分)
设B向右匀减速的时间为t1:
(1分)
设B向左加速至与传送带共速的时间为t2,
(1分)
由
(1分),共速后做匀速运动的时间为t3:
(1分)
总时间:
(1分)
考点:动量守恒,牛顿第二定律,匀变速直线运动的规律。
本题难度:困难
3、计算题 如图所示,光滑水平面MN的左端M处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带理想连接。传送带水平部分长L=8m,并以恒定速度v=3m/s沿图示箭头方向移动。质量均为m=1kg、静止于MN上的物块A、B(视为质点)之间压缩一轻弹簧,贮有弹性势能EP=16J。若A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,则解除弹簧压缩,弹开物块A、B后,求:
(1)物块B在传送带上向右滑行的最远距离L1;
(2)物块B返回到水平面MN时的速度vB′;
(3)若物块B返回水平面MN后,与被弹射装置P弹回的物块A在水平面MN上弹性碰撞(碰撞过程无动能损失,碰撞时间极短),使物块B从传送带水平部分的右端Q滑出,则弹射装置P必须给物块A至少做多少功?

参考答案:解:(1)解除锁定后弹簧恢复原长时,A、B的速度大小分别为vA、vB,
由系统机械能守恒、动量守恒mBvB=mAvA?

联立解得vA=vB=4m/s
设B沿传送带向右滑行的最远距离为L1,由功能关系
解得L1=4m
(2)因为v=4m/s>3m/s,所以B返回时先加速再随传送带一起运动,
B返回到水平面MN时的速度vB′=3m/s
(3)以A为研究对象,设碰后A、B的速度分别为vA′、vB′′,
由动能定理
B能从Q端滑出一定有
?
A与B质量相等,完全弹性碰撞后速度互换,则A的速度vA′=vB′′
联立解得 W≥8J。
本题解析:
本题难度:困难
4、选择题 如图所示,在水平光滑地面上有A、B两个木块,A、B之间用一轻弹簧连接.A靠在墙壁上,用力F向左推B使两木块之间弹簧压缩并处于静止状态.若突然撤去力F,则下列说法中正确的是( )
A.木块A离开墙壁前,墙对木块A的冲量大小等于木块B动量变化量的大小
B.木块A离开墙壁前,弹性势能的减少量等于木块B动能的增量
C.木块A离开墙壁时,B的动能等于A、B共速时的弹性势能
D.木块A离开墙壁后,当弹簧再次恢复原长时,木块A的速度为零