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1、简答题 如图所示,质量为0.4kg的木块以2m/s的速度水平地滑上静止的平板小车,车的质量为1.6kg,木块与小车之间的摩擦系数为0.2(g取10m/s2)。设小车足够长,求:
(1)木块和小车相对静止时小车的速度。
(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间。
(3)从木块滑上小车到它们处于相对静止木块在小车上滑行的距离。
参考答案:(1)0.4m/s
(2)0.8s
(3)0.8m
本题解析:(1)以木块和小车为研究对象,系统所受合外力为零,系统动量守恒,以木块速度方向为正方向,由动量守恒定律可得:
木块m?小车M
初:v0="2m/s?" ?v0=0
末:v?v
即mv0=(M+m)v,
得
。
(2)再以木块为研究对象,其受力情况如图所示,由动量定理可得:


。
(3)木块做匀减速运动,加速度
,
车做匀加速运动,加速度
,由运动学公式可得:
vt2-v02=2as,
在此过程中木块的位移
,
车的位移
,
由此可知,木块在小车上滑行的距离为ΔS=S1-S2=0.8m,即为所求。
另解:设小车的位移为S2,则A的位移为S1+ΔS,ΔS为木块在小车上滑行的距离,那么小车、木块之间的位移差就是ΔS,作出木块、小车的v-t图线如图所示,则木块在小车上的滑行距离数值上等于图中阴影部分的三角形的“面积”。

本题难度:简单
2、计算题 如下图所示,光滑水平面上有一质量为M的滑板,AB段是半径为r的1/4圆弧光滑轨道,BC段是长为L的水平粗糙面。开始滑板处于静止状态,一可视为质点的质量也为M的滑块从A处静止释放,滑块经过B点后恰好到达滑板右端C点与滑板相对静止(重力加速度为g)。

求:(1)滑块经过B点时滑板的速度;
(2)滑块与滑板BC段之间的动摩擦因数µ.
参考答案:(1)V=
(2)µ=L/r
本题解析:规定向右为正方向
(1)根据动量守恒定律得0=MV1-MV2
所以V1=V2=V
滑块从A到B过程,机械能守恒
Mgr=
得:V=
(2)滑块从B到C过程系统动量守恒
所以 
滑块从B到C过程只有滑动摩擦力做负功,根据能的转换与守恒有µMgL=Mgr
得: µ=L/r
本题难度:困难
3、选择题 如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别为
和
的两物块A、B相连接,并静止在光滑的水平面上。现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象信息可得

A. 在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s,且弹簧都是处于压缩状态
B. 从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长
C. 两物体的质量之比为
D. 在t2时刻A与B的动能之比为
参考答案:CD
本题解析:
试卷分析:对于整体由于无摩擦,因此整体受力为零,系统动量守恒且机械能守恒。在0~t1内由于A的速度大于B的速度,所以弹簧正在压缩中,此后弹簧将B弹开使之继续加速,而对A向左,使其继续减速。由于在(t2~t3)时间内,B物体速度大于A的速度,所以弹簧一直伸长,所以t3时刻应该是弹簧伸长最长时,所以A错。接下来弹簧开始缩短,A加速,B减速,所以B错误。根据动量守恒定律
,所以
,C正确。因为在t2时刻,a、b物体速度均知道,所以可以求得
,所以D正确。
点评:此类题型考察了动量守恒定律约束下的物体的运动,并结合两物体的运动特点转化为它们的v-t图像,通过分析其运动找到两物体间的间距。
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,在小车的一端高h的支架上固定着一个半径为R的1/4圆弧光滑导轨,一质量为m=0.2kg的物体从圆弧的顶端无摩擦地滑下,离开圆弧后刚好从车的另一端擦过落到水平地面,车的质量M=2kg,车身长L=0.22m,车与水平地面间摩擦不计,图中h=0.20m,重力加速度g=10m/s2,求R.

参考答案:物体从圆弧的顶端无摩擦地滑到圆弧的底端过程中,水平方向没有外力,系统在水平方向动量守恒,
设物体滑到圆弧的底端时车速度为v1,物体速度为v2,以车的速度方向为正方向,
对物体与车组成的系统,在水平方向上,由动量守恒定律得:0=Mv1-mv2,
由机械能守恒定律得:mgR=12Mv12+12mv22,
物体滑到圆弧底端后车向右做匀速直线运动,物体向左做平抛运动,
对物体,在竖直方向上:h=12gt2,水平方向上:L=(v1+v2)t,
解得:R=0.055m.
答:圆弧轨道半径为0.055m.
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 质量均为 m 的大小两块薄圆板A和B的中心用长度为L的不可伸长的细线连接.开始时A、B两板中心对齐靠在一起,置于如图所示的水平位置,在A板的下方相距L处,有一固定的水平板C,C板上有一圆孔,其中心与A、B两板的中心在同一竖直线OO"上,圆孔的直径略大小B板的直径,今将A、B两板从图示位置由静止释放,让它们自由下落.当B板通过C板上的圆孔时,A板被C板弹起,假设线的质量、空气阻力、A板与C板的碰撞时间及碰撞时损失的机械能均不计.求:

(1)A、C两板相碰后经多少时间细线刚好伸直?
(2)A、B两板间的细线在极短时间内绷紧,求绷紧过程中损失的机械能.
参考答案:
(1)
?(2)2mgL
本题解析:


?
之后A向上做竖直上抛运动,B续向下做自由落体运动,设时间t 后细线刚好伸直,则

(2)设细线刚好伸直时A的速度为
,B的速度为
.则:

设绷紧后A、B速度为
.

本题难度:一般