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1、计算题 如图所示,质量为M的木板长为L,木板的两个端点分别为A、B,中点为O,木板置于光滑的水平面上并以v0的水平初速度向右运动。若把质量为m的小木块(可视为质点)置于木板的B端,小木块的初速度为零,最终小木块随木板一起运动。小木块与木板间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:
(1)小木块与木板相对静止时,木板运动的速度;
(2)从小木块放上木板到它与木板相对静止的过程中,木板运动的位移;
(3)小木块与木板间的动摩擦因数μ的取值在什么范围内,才能使木块最终相对于木板静止时位于OA之间。

参考答案:解:(1)小木块在木板上滑动直至相对静止的过程中系统动量守恒,设相对静止时共同速度为v,则
?①
解得
②
(2)从小木块放上木板到它与木板相对静止的过程中,设木板运动的位移为x,对木板应用动能定理
?③
又因为
④
解得
(3)设小木块恰好相对静止在A点,对系统由能量守恒和功能关系可得:
⑤
由①、④、⑤三个方程解得
设小木块恰好相对静止在O点,对系统由能量守恒和功能关系可得:
?⑥
由①、④、⑥三个方程解得
所以要使木块m最终滑动到OA之间,μ值应取为
≥μ ≥
(不等式中用大于号表示也算正确)
本题解析:
本题难度:困难
2、计算题 (20分)如图所示,足够长的木板B静止在光滑水平地面上.小滑块A静止放在木板B的左端,已知mA=1kg、mB=2kg、滑块A与木板B间的动摩擦因数
,现对小滑块A施加一个竖直平面内斜向右上方大小为10N的外力F,且F作用3s后撤去.若图中
,问:

(1)施加外力F时,滑块A及木板B加速度大小分别为多少?
(2)最终滑块A、木板B会一起在光滑水平面上做匀速运动,它们匀速运动的速度为多少?
(3)整个过程A、B组成的系统由于摩擦产生的内能是多少?
参考答案:(1)aA=6m/s2,aB=1m/s2;(2)8m/s;(3)120J。
本题解析:(1)如图对A受力分析,有:




解得
同理可得
(2)3s时
,
当撤去外力F后,滑块A做减速运动,减速的加速度为:
滑块B继续做加速运动,加速的速度为:
设撤去力F后,AB还要经过t时间共速,有:
解得t=2s,A、B一起匀速的速度
(3)整个过程,由于摩擦产生的内能:
解得Q=120J
(其它方法视情况给分)
考点:牛顿第二定律、功能关系
本题难度:困难
3、简答题 如图所示,质量M=0.99kg的木块静止在光滑水平面上,质量m=10g的子弹以水平速度
=800m/s射入木块后留在木块中,当木块与前方距离较远的竖直墙碰后,以4m/s的速度反弹回,木块与墙的作用时间为0.1s

求:(1)木块对墙的平均冲力的大小
(2)整个过程中损失的机械能
参考答案:(1)120N?(2)3192J
本题解析:
(1)以
的方向为正方向,设子弹射入木块后的速度为
,子弹与木块系统在相互作用过程中动量守恒。

本题难度:一般
4、计算题 (10分)如图所示,倾角θ=30°,高为h的三角形木块B,静止放在一水平面上,另一滑块A,以初速度v0从B的底端开始沿斜面上滑,若B的质量为A的质量的2倍,当忽略一切摩擦的影响时,要使A能够滑过木块B的顶端,求V0应为多大?

参考答案:
本题解析:根据水平方向动量守恒有:
mv0cosθ=(m+M)v′
根据动能定理有
-mgh=(M+m)v’2/2-mv2/2
联立以上两式得v= 
所以当v0>
时,滑块A可以滑过斜面顶端。
本题难度:一般
5、简答题 如图所示,光滑水平路面上,有一质量为m1=5kg的无动力小车以匀速率v0=2m/s向前行驶,小车由轻绳与另一质量为m2=25kg的车厢连结,车厢右端有一质量为m3=20kg的物体(可视为质点),物体与车厢的动摩擦因数为μ=0.2,开始物体静止在车厢上,绳子是松驰的.求:

(1)当小车、车厢、物体以共同速度运动时,物体相对车厢的位移(设物体不会从车厢上滑下);?
(2)从绳拉紧到小车、车厢、物体具有共同速度所需时间.(取g=10m/s2)
参考答案:(1)0.017m;(2)0.1s
本题解析:(1)以m1和m2为研究对象,考虑绳拉紧这一过程,设绳拉紧后,m1、m2的共同速度为v1这一过程可以认为动量守恒,由动量守恒定律有m1v0=(m1+m2)v1,
解得
.
再以m1、m2、m3为对象,设它们最后的共同速度为v2,则m1v0=(m1+m2+m3)v2,
解得
绳刚拉紧时m1和m2的速度为v1,最后m1、m2、m3的共同速度为v2,设m3相对m2的位移为Δs,则在过程中由能量守恒定律有

解得Δs=0.017m.
(2)对m3,由动量定理,有μm3gt=m3v2

所以,从绳拉紧到m1、m2、m3有共同速度所需时间为t=0.1s.
本题难度:一般