1、简答题 质量为M的木块在水平面上处于静止状态,有一质量为m的子弹以水平速度v0击中木块并与其一起运动,若木块与水平面之间的动摩擦因数为
,则木块在水平面上滑行的距离为多少?
某同学解题时立出了动量守恒方程:
……①
还立出了能量守恒方程:
并据此得出结果。这种解法正确吗?
如果是正确的,请求出结果;如果是错误的,请说明所列出的有关方程成立的条件或错
的原因,并假设此条件成立,再纠正错误,求出结果。
参考答案:这种解法是错误的。
本题解析:这种解法是错误的。
方程①只适用于子弹与木块相互作用时间极短、地面滑动摩擦力冲量可以忽略不计的情况
方程②没有考虑子弹与木块碰撞时损失的机械能
第二个方程应写为
与方程①联立解得
本题难度:简单
2、简答题 如图所示,长为L的木板A右边固定着一个挡板,包括挡板在内的总质量为1.5M,静止在光滑的水平地面上。有一质量为M的小木块B,从木板A的左端开始以初速度v0在
木板A上滑动。小木块B与木板A间摩擦因数为μ,小木块B滑到木板A的右端与挡板发生碰撞。已知碰撞过程时间极短,且碰后木块B恰好滑到木板A的左端就停止滑动。
(1)若μL=3v02/160g,在小木块B与挡板碰撞后的运动过程中,摩擦力对木板A做正功还是负功?做了多少?
(2)讨论木板A和小木块B在整个过程中,是否有可能在某一段时间内相对地面运动方向是向左的。如果不可能,说明理由;如果可能,求出至少可能向左滑动、又能保证木板A和小木块B刚好不脱离的条件。
参考答案:
(1)摩擦力对木板做负功,大小为(27/400)M v02
(2)B向左滑又不脱离A的条件是2v02/15g<μL≤3v02/20g
本题解析:(1)设B与A碰撞后A、B的速度分别为vA、vB,最终A、B的共同速度为v,则由动量守恒、能量守恒有mBv0=mAvA+mBvB,mBv0=(mA+mB)v
μmBgL=(1/2)mAvA2+(1/2)mBvB2-(1/2)(mA+mB)v2
又μL=3v02/160g
以上各式联列解得v=(2/5)v0,vA=(1/2)v0,vB=(1/4)v0
或v=(2/5)v0,vA=(3/10)v0,vB=(11/20)v0
分析上述两组结果,由于两物碰撞后均与v0同向,而其中第二组结果vA=(3/10)v0<vB=(11/20)v0,该速度关系与实际不符,舍去
因此,由动能定理可得摩擦力做功
Wf =(1/2)(1.5M)v2-(1/2)(1.5M)vA2=-(27/400)M v02
即摩擦力对木板做负功,大小为(27/400)M v02
(2)整个过程动量守恒,A不可能向左运动,碰后B可能。
要使B向左运动,由动量守恒、能量守恒有
mBv0=mAvA+mBvB,mBv0=(mA+mB)v
μmBgL=(1/2)mAvA2+(1/2)mBvB2-(1/2)(mA+mB)v2? vB<0
以上各式联列解得μL>2v02/15g
要保证A和B不脱离,由动量守恒和能量守恒有
mBv0=(mA+mB)v
2μmBgL≥(1/2)mBv02-(1/2)(mA+mB)v2
解得μL≤3v02/20g
故B向左滑又不脱离A的条件是2v02/15g<μL≤3v02/20g
本题难度:一般
3、简答题 如图,质量分别为m和3m的物块A、B用一根轻弹簧相连,置于光滑的水平面上,物块A刚好与墙壁接触.先用外力缓慢向左推物块B使弹簧压缩,此过程中外力做的功为W,然后突然撤去外力.求:
①物块A刚离开墙壁时物块B的速度;
②在物块A离开墙壁后的运动过程中,物块A、B各自的最小速度.

参考答案:①设物块A刚离开墙壁时物块B的速度为v,撤去外力后,以弹簧和物块B组成的系统为研究对象,
由机械能守恒定律可得:W=12?3mv2,解得:v=
本题解析:
本题难度:简单
4、选择题 质量不等但有相同动能的两物体,在摩擦系数相同的水平地面上滑行直到停止,则
A.质量大的物体滑行距离大
B.质量小的物体滑行距离大
C.它们滑行的距离一样大
D.它们克服摩擦力所做的功一样多
参考答案:B
本题解析:
本题难度:困难
5、选择题 关于物体的动量,下列说法哪些是正确的(? )
A.物体的动量越大,其惯性越大
B.同一物体的动量越大,其速度一定越大
C.物体的动量越大,其受到的作用力一定越大
D.动量的方向一定是沿物体运动的方向
参考答案:BD
本题解析:惯性大小的唯一量度是物体的质量,如果物体的动量大,但也有可能物体的质量很小,所以不能说物体的动量大其惯性就大,故A错误;动量等于物体的质量与物体速度的乘积,即
,同一物体的动量越大,其速度一定越大,故B正确.力的大小决定物体的加速度的大小,与物体的速度无关,所以也与物体的动量的大小无关,故C错误.动量等于物体的质量与物体速度的乘积,即
,动量是矢量,动量的方向就是物体运动的方向,D正确
本题难度:简单