1、简答题 一轻质弹簧,两端连接两滑块A和B,已知mA=0.99kg,mB=3kg,放在光滑水平桌面上,开始时弹簧处于原长.现滑块A被水平飞来的质量为mC=10g,速度为400m/s的子弹击中,且没有穿出,如图所示,试求:
(1)子弹击中A的瞬间A和B的速度
(2)以后运动过程中弹簧的最大弹性势能
(3)B可获得的最大动能.
参考答案:(1)子弹击中滑块A的过程,子弹与滑块A组成的系统动量守恒有:
mCv0=(mC+mA)vA
?vA=mCv0mC+mAv0=4m/s
子弹与A作用过程时间极短,B没有参与,速度仍为零,故:vb=0.
故子弹击中A的瞬间A和B的速度分别为:vA=4m/s,vb=0.
(2)对子弹、滑块A、B和弹簧组成的系统,A、B速度相等时弹性势能最大.
根据动量守恒定律和功能关系可得:
mCv0=(mC+mA+mB)v
由此解得:v=mCmC+mA+mBv0=1m/s
根据功能关系可得:
EP=12(mC+mA)vA2-12(mC+mA+mB)v2=6?J?
故弹簧的最大弹性势能为6J.
(3)设B动能最大时的速度为vB′,A的速度为vA′,则
(mC+mA)vA=(mC+mA)vA′+mBvB′
当弹簧恢复原长时,B的动能最大,根据功能关系有:
12(mC+mA)v2A=12(mC+mA)v′A2+12mBv′B2
解得:v′B=2(mC+mA)?(mC+mA)+mB=2m/s
B获得的最大动能:
EKB=12mB?v′B2=6J.
故B可获得的最大动能为:EKB=6J.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 a、b是竖直方向上同一电场线上的两点,一带负电的质点在a点由静止释放,到达b点时速度最大,则

A.a点电势高于b点电势
B.a点的场强大于b点场强
C.质点从a点运动到b点的过程中电势能增加
D.质点在a点受到的电场力小于在b点受到的电场力
参考答案:B
本题解析:由于小球释放后,由a向b运动,所以电场力向上,且电场力大于重力,电场线方向向下,b点电势高于a点;在b点时速度最大,则此时电场力等于重力,所以质点在a点受到的电场力大于在b点受到的电场力;a点的场强大于b点场强;由a到b电场力做正功,所以电势能减小。选项B正确。
本题难度:一般
3、计算题 如图所示,质量为M的长滑块静止在光滑水平面上,左侧固定一劲度系数k足够大的水平轻质弹簧,右侧用一不可伸长的细轻绳连接于竖直墙上,细绳所能承受的最大拉力为T。使一质量为m、初速度为v0的小物块,在滑块上无摩擦地向左滑动,而后压缩弹簧。(弹簧弹性势能的表达式
,其中k为劲度系数,x为弹簧的压缩量)
(1)给出细绳被拉断的条件.
(2)滑块在细绳拉断后被加速的过程中,所能获得的最大向左加速度为多少.
(3)试证明:物体最后离开滑块时,相对地面不向右运动的条件是v0>
,且m>M.
参考答案:(1) 设细绳刚被拉断时弹簧的压缩量为x0,此时有 kx0=T
为使弹簧压缩达到x0,对小物块要求是?
由此得到细细绳被拉断的条件?
(2) 绳断时,小物体速度为v1,则有?
解得?
而后M在弹力作用下由静止开始加速,直至与m达到共同速度v2,此时弹簧压缩时x最大,则由能量、动量守恒关系
mv1=(M+m)v2?
此时该M加速度最大为?
本题解析:略
本题难度:一般
4、选择题 在高台跳水比赛中,质量为
的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动,设水对他的阻力大小恒为
,那么在他减速下降
的过程中,下列说法正确的是(
为当地的重力加速度)
A.他的重力势能减少了
B.他的动能减少了
C.他的机械能减少了
D.他的机械能减少了
参考答案:AC
本题解析:A、重力做的功等于重力势能的减少量,即
;正确
B、由动能定理知
;错误
CD、机械能减少的量等于克服阻力所做的功,即
;C正确
故选AC
点评:跳水运动员进入水中时,速度大小变化,高度变化,动能和重力势能都在变化,两者变化的总量用来克服阻力做功。
本题难度:简单
5、选择题 如图所示,跳水运动员从高处落到处于自然水平状态的跳板(A位置)上,随跳板一同向下做变速运动到达最低点(B位置)。对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程,下列说法中正确的是

[? ]
A.在这个过程中,运动员的动能一直减少
B.在这个过程中,运动员的机械能一直减少
C.在这个过程中,运动员的加速度一直在减小
D.运动员到达最低点时,其所受外力的合力为零
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般