1、计算题 (10分)如图所示,长木板A上右端有一物块B,它们一起在光滑的水平面上向左做匀速运动,速度v0=2m/s。木板左侧有一个与木板A等高的固定物体C。已知长木板A的质量为mA=1.0kg,物块B的质量为mB=3.0kg,物块B与木板A间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2。

(1)若木板A足够长,A与C第一次碰撞后,A立即与C粘在一起,求物块 B在木板A上滑行的距离L应是多少;
(2)若木板足够长,A与C发生碰撞后弹回(碰撞时间极短,没有机械能损失),求第一次碰撞后A、B具有共同运动的速度v;
(3)若木板A长为0.48m,且A与C每次碰撞均无机械能损失,求A与C碰撞几次,B可脱离A?
参考答案:(1)0.40m?(2)1 m/s?(3)第二次碰后B可脱离A板
本题解析:(1)A与C碰撞后速度即变为0,而B将继续运动,受摩擦力作用,速度由v0减到0,由动能定理
L=0.40m?(2分)
(2)A与C发生弹性碰撞后,速度大小仍为v0,方向相反,以A、B为研究对象,设A、B有共同的速度v,水平方向不受外力作用,系统动量守恒,设向左为正

v=
1 m/s ,方向水平向左?(3分)
(3)第一次A与C碰后,A、B有共同的速度v,B在A上相对于A滑行L1,则

L1=0.40m?(2分)
第二次A与C碰后至A、B有共同的速度
,B在A上相对于A滑行L2,则


由以上两式,可得L2=0.10m?(2分)
则L1+ L2=0.5m>0.48m
即第二次碰后B可脱离A板?(1分)
本题难度:一般
2、计算题 如图甲所示,在倾角为30°的足够长光滑斜面AB前,有一粗糙水平面OA,OA长为4 m.有一质量为m的滑块,从O处由静止开始受一水平向右的力F作用.F按图乙所示的规律变化.滑块与OA间的动摩擦因数μ=0.25,g取10 m/s2,试求:

(1)滑块到A处的速度大小;
(2)不计滑块在A处的速率变化,滑块冲上斜面AB的长度是多少?
(3)假设水平面足够长,且与滑块间的动摩擦因数不变则滑块最终停在距A多远的水平面上?
参考答案:(1)
m/s? (2) 5m? (3)10m
本题解析:(1)0-2m过程中,
即
,做功
2-3m过程中,
即
,做功
3-4m过程中,F=0,不做功,
整个过程中摩擦力做功为
根据动能定理可得
,解得
(2)根据机械能守恒定律可得:
,所以l=5m
(3)根据动能定理可得
,解得x=10m
点评:了解研究对象的运动过程是解决问题的前提,根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题.一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究.
本题难度:一般
3、选择题 如图4-2-5所示,电梯质量为M,地板上放置一质量为m的物体.钢索拉电梯由静止开始向上加速运动,当上升高度为H时,速度达到v,则( )

图4-2-5
A.地板对物体的支持力做的功等于
mv2
B.地板对物体的支持力做的功等于mgH
C.钢索的拉力做的功等于
Mv2+MgH
D.合力对电梯M做的功等于
Mv2
参考答案:D
本题解析:选D.对物体m应用动能定理:WN-mgH=
mv2,故WN=mgH+
mv2,A、B均错;以电梯和物体整体为研究对象应用动能定理,钢索拉力做的功WT=(M+m)gH+
?(M+m)v2,故C错误,由动能定理知,合力对电梯M做的功应等于电梯动能的变化
Mv2,故D正确.
本题难度:一般
4、选择题 竖直平面内有两个半径不同的半圆形光滑轨道,如图所示,A、M、B三点位于同一水平面上,C、D分别为两轨道的最低点,将两个质量不相同的小球分别从A、B处同时无初速释放,则

A.通过C、D时,两球的速度大小相等
B.通过C、D时,两球的机械能大小相等
C.通过C、D时,两球的加速度大小相等
D.通过C、D时,两球对轨道的压力大小相等
参考答案:C
本题解析:由动能定理
,所以最低点速度大小不相等,在运动过程中两球的机械能守恒,在初始位置高度相同,但质量不同,所以重力势能不同机械能不同,B错;在最低点由合外力提供向心力,向心加速度为
,C对;
,由于两球质量不同支持力不同,D错;
本题难度:一般
5、简答题 如图所示,质量为m=0.2kg的小物体放在光滑的
圆弧上端,圆弧半径R=55cm,下端接一长为1m的水平轨道AB,最后通过极小圆弧与倾角α=37°的斜面相接,已知物体与水平面和斜面轨道的动摩擦因数均为0.1,将物体无初速度释放,求:
(1)物体第一次滑到水平轨道与右侧斜面轨道交接处的速度大小
(2)物体第一次滑上右侧斜轨道的最大高度(取g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6)
参考答案:已知m=0.2kg,k=0.55m,SAB=1m,m=0.1?α=37°
(1)小物体内圆弧上端到B点的过程中,由动能定理有
mgR?μmgSAB=12mυ2Bθ…(1)
υ2B=2gR-2μgSAB=9…(2)
υB=3m/s…(3)
(2)设物体第一次滑上右侧轨道最大高度为H
此时物体离B点的距离为S,由几何关系有HS=sinα…(4)
由动能定理有-μmgcosα?S-mgH=0-12mυ2B…(5)
将(4)式代入(5)式?有
H=2764≈0.40m
答:(1)物体第一次滑到水平轨道与右侧斜面轨道交接处的速度大小是3m/s
(2)物体第一次滑上右侧斜轨道的最大高度是0.40m
本题解析:
本题难度:一般