1、简答题 如图所示,两只质量均为120kg的小船静止在水面上,相距10m,并用钢绳连接。一个质量为60kg的人在船头以恒力F拉绳,不计水的阻力,求:
(1)当两船相遇时,两船各行进了多少米?
(2)当两船相遇不相碰的瞬间,为了避免碰撞,人从甲船跳向乙船需要对地的最小水平速度为6m/s,计算原来人拉绳的恒力F。
参考答案:(1)s甲=4m,s乙=6m
(2)F=90N
本题解析:(1)由动量守恒定律,得(m甲+m人)v甲=m乙v乙?有(m甲+m人)s甲=m乙s乙
s甲+s乙="10m?" 得,s甲="4m?" s乙=6m
(2)为了避免碰撞,人跳到乙船后系统至少要静止。设人在起跳前瞬间甲船和人的速度为v1,乙船速度为v2,对甲船和人组成的系统由动量守恒得,(m甲+m人)v1=m人×6m/s
得v1="2m/s?" 由动能定理得,Fs甲=(m甲+m人)v12/2?解得F=90N。
本题难度:简单
2、填空题 如图(a)所示,在水平光滑轨道上停着甲、乙两辆实验小车,甲车系一穿过打点计时器的纸带,当甲车受到水平向右的瞬时冲量时,随即启动打点计时器,甲车运动一段距离后,与静止的乙车发生正碰并粘在一起运动,纸带记录下碰撞前甲车和碰撞后两车运动情况如图(b)所示,电源频率为50Hz,则碰撞前甲车运动速度大小为______m/s,甲、乙两车的质量比m甲:m乙=______.

参考答案:碰前甲做匀速运动,由纸带可求得甲车碰前的?速度为v1=s1T=1.2×10-20.02m/s=0.6m/s,
碰后甲、乙一起做运动运动,速度为?v2=s2T=0.8×10-20.02m/s=0.4m/s,
由动量守恒定律得?m甲v1=(m甲+m乙)v2,甲、乙两车质量之比为m甲m乙=v2v1-v2=0.40.6-0.4=21;
故答案为:0.6;2:1.
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 如图,A为内壁长为2m的U型框,框内有一小球B.某时刻开始,小球从框的中点以1m/s的速度向右匀速直线运动,与框右侧挡板碰撞后立刻以相等的速度返回,以后的每次碰撞小球只改变速度方向,且不计碰撞时间.
(1)若框始终静止,则4s内小球与框碰撞的次数为______次.
(2)若框始终以0.5m/s的速度向右匀速直线运动,则3s末小球与框左侧挡板的距离为______m.

参考答案:(1)4s内小球的路程wei:s=v球t=1m/s×4s=4m,
框静止不动,小球从中点开始向右运动,在4s内的路程为4m,小球运动1m与框发生第一次碰撞,在经过2m,共运动1m+2m=3m与框发生第二次碰撞,要发生第三次碰撞需要在运动2m,小球需一共需要运动3m+2m=5m,
在4s内小球运动了4m,因此在4s内小球与框碰撞2次;
(2)小球与框同时向右运动,小球与框的右侧发生第一次碰撞的时间:
t1=s′v小球-v框=11-0.5=2s,
与框碰撞后,小球返回,向左运动,再经过1s小球的路程:
s=v球t=1m/s×s=1m,
框的路程:s′=v框t=0.5m/s×1s=0.5m,
此时小球与框左侧挡板的距离为:
2m-1m-0.5m=0.5m,
即3s末小球与框左侧挡板的距离为0.5m;
故答案为:2;0.5.
本题解析:
本题难度:简单
4、简答题 动量分别为5kg?m/s和6kg?m/s的小球A、B沿光滑平面上的同一条直线同向运动,A追上B并发生碰撞后.若已知碰撞后A的动量减小了2kg?m/s,而方向不变,那么A、B质量之比的可能范围是什么?
参考答案:根据动量守恒定律得
PA+PB=PA′+PB′
又PA′=3kg?m/s,
解得,PB′=8kg?m/s,
碰撞过程系统的总动能不增加,则有P′2A2mA+P′2B2mB≤P2A2mA+P2B2mB
代入得:322mA+822mB≤522mA+622mB①
又由题,碰撞前A的速度大于B的速度,则有
PAmA>PBmB②
碰撞后A的速度不大于B的速度,则有P′AmA≤P′BmB③
由以上不等式组解得38≤mAmB≤47
答:A、B质量之比的可能范围是38≤mAmB≤47.
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 如图所示,光滑水平地面上停着一辆平板车,其质量为2m,长为L,车右端(A点)有一块静止的质量为m的小金属块.金属块与车间有摩擦,以中点C为界, AC段与CB段动摩擦因数不同。现给车施加一个向右的水平恒力,使车向右运动,同时金属块在车上开始滑动,当金属块滑到中点C时,即撤去这个力。已知撤去力的瞬间,金属块的速度为v0,车的速度为2v0,最后金属块恰停在车的左端(B点)。
求:(1)F的大小为多少??
(2)AC段与CB段动摩擦因数
与
的比值。
参考答案:(1)设水平恒力F作用时间为t1.
对金属块 a1=μ1g = v0/ t1,得:t1=
?……………………………(1分)?
对小车有a2=(F-μ1 mg)/2m="2" v0/t1?得? F=5μ1mg ………… ………… (1分)?
由A→C对金属块?
?………………………………… (2分)
对小车
?……………………………… (2分)?而
?…………………………………………………………(1分)? ∴
?
………………………………………………… (2分)
(2)从小金属块滑至车中点C开始到小金属块停在车的左端的过程中,系统外力为零,动量守恒,设共同速度为v,由2m×2v0+mv0=(2m+m)v,得v=
v0.……(2分)
由能量守恒有
?…………(3分)
得
?…………………………………………………… (1分)?
∴
?…………………………………………………… (1分)
本题解析:略
本题难度:一般