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1、计算题 如图所示,一个上表面绝缘、质量为
的不带电小车A置于光滑的水平面上,其左端放置一质量为
、带电量为
的空盒B,左端开口。小车上表面与水平桌面相平,桌面上水平放置着一轻质弹簧,弹簧左端固定,质量为
的不带电绝缘小物块C置于桌面上O点并与弹簧的右端接触,此时弹簧处于原长,现用水平向左的推力将
缓慢推至M点(弹簧仍在弹性限度内)时,推力做的功为
,撤去推力后,
沿桌面滑到小车上的空盒B内并与其右壁相碰,碰撞时间极短且碰后C与B粘在一起。在桌面右方区域有一方向向左的水平匀强电场,电场强度大小为
,电场作用一段时间后突然消失,小车正好停止,货物刚好到达小车的最右端。已知物块C与桌面间动摩擦因数
,空盒B与小车间的动摩擦因数
,
间距
,
点离桌子边沿
点距离
,物块、空盒体积大小不计,
取
。求:

(1)物块C与空盒B碰后瞬间的速度
;
(2)小车的长度L;
(3)电场作用的时间
。
参考答案:(1)2m/s(2)0.67m(3)2s
本题解析:(1)对物块C由O→M→N应用动能定理,设C离到N点速度大小为
得:
(2分)
4
(2分)
与空盒B右壁相碰,动量守恒:
?
(2分)
(2)C与B碰后可看作一整体,令
,则BC整体和小车加速度分别为:
;
(2分)
设经过
时间后B与C整体与小车A速度相等,此过程中二者位移分别为
、
,以后二者相对静止。
?
(2分)



(2分)
故小车长度为:
(2分)
(3)由题意及上问知速度相等后BC与小车以共同加速度一起匀减速度,最终速度为零。
;
。(2分)
运动时间为:
(2分)
故电场作用时间为:
(2分)
本题难度:一般
2、简答题 如图所示,甲车质量m1=m,在车上有质量为M=2m的人,甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高h处由静止滑下,到水平面上后继续向前滑动,此时质量m2=2m的乙车正以v0的速度迎面滑来.已知h=
.为了避免两车发生碰撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳上了乙车.试求人跳离甲车的水平速度(相对地面)应满足什么条件?不计地面和斜坡的摩擦,小车和人均可看作质点.
参考答案:设甲车(包括人)滑下斜坡后速度v1,
由机械能守恒定律得:(m1+M)gh=12(m1+M)v12,
已知,h=2v02g,解得:v1=2v0;
设人跳出甲车的水平速度(相对地面)为v.
在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自系统动量守恒,
设人跳离甲车和跳上乙车后,两车的速度分别为v1′和v2′,
由动量守恒定律得:人跳离甲车时:(m1+M)v1=Mv+m1v1′,
人跳上乙车时:Mv-m2v0=(M+m2)v2′,
解得:v1′=6v0-2v? ①,v2′=12v-12v0 ②,
两车不可能再发生碰撞的临界条件是:v1′=±v2′,
当v1′=v2′时,由①②解得:v=135v0,
当v1′=-v2′时,由①②解得:v=113v0,
故v的取值范围为:135v0≤v≤113v0;
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 如图12所示,光滑水平面上两小车中间夹一压缩了的轻弹簧,两手分别按住小车,使它们静止.若以两车及弹簧组成系统,则下列说法中正确的是 ( )?

图12
A.两手同时放开后,系统总动量始终为零?
B.先放开左手,后放开右手,动量不守恒?
C.先放开左手,后放开右手,总动量向左?
D.无论何时放手,只要两手放开后,在弹簧恢复原长的过程中,系统总动量都保持不变,但系统的总动量不一定为零
参考答案:ACD?
本题解析:只要系统受到的合外力的冲量为零,动量就守恒.两手同时放开,系统水平方向不受外力,系统总动量守恒,始终为零,A正确.只放开一只手时,由于另一只手对系统有作用力所以动量不守恒,动量增加,但当两只手都放开后,系统总动量守恒,等于第二只手放开时的动量,B错误,C、D正确.?
本题难度:简单
4、简答题 在光滑的水平面上有一辆平板车,一个人站在车上用大锤敲打车的左端,如图1638所示,在连续地敲打下,这辆车能持续地向右运动吗?说明理由.

图16-3-8
参考答案:当把锤头打下去时,锤头向右运动,系统总动量要为零,车就向左运动;举起锤头时,锤头向左运动,车就向右运动,用锤头连续敲击时,车只是左右运动,一旦锤头不动,车就会停下来,所以车不能持续向右运动.
本题解析:对人(包括铁锤)和平板车组成的系统,铁锤击车,锤和车间的作用力是该系统的内力,系统所受的外力之和为零,所以系统的总动量守恒.系统初动量为零,若在锤的连续敲击下,平板车能持续向右行驶,则系统的总动量将不为零,与动量守恒定律矛盾.
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,a、b两个带电小球,质量分别为ma、mb,用绝缘细线悬挂。两球静止时,它们距水平地面的高度均为h(h足够大),绳与竖直方向的夹角分别为α和β(α<β)。若剪断细线Oc,空气阻力不计,两球电荷量不变,重力加速度为g,则( ? ?)

A.a球先落地,b球后落地
B.落地时,a、b水平速度相等,且方向向右
C.整个运动过程中,a、b系统的电势能增加
D.落地时,a、b两球的动能之和为(ma+mb)gh
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般