1、计算题 (10分)质量为M的楔形物块上有圆弧轨道,静止在水平面上。质量为m的小球以速度v1向物块运动。不计一切摩擦,圆弧小于90°且足够长。求小球能上升到的最大高度H和物块的最终速度v。
参考答案:;
本题解析:(1)小球上升到最高点,速度相等
由水平系统动量守恒得:
由系统机械能守恒得:?解得
——————————————5分
(2)全过程系统水平动量守恒:
由系统机械能守恒得:
解得? ————————————————————5分
本题难度:简单
2、简答题 如图是用来验证动量守恒的实验装置,弹性球1用细线悬挂于O点,O点下方桌子的边沿有一竖直立柱.实验时,将球1拉到A点,并使之静止,同时把球2放在立柱上.释放球1,当它摆到悬点正下方时与球2发生对心碰撞.碰后球1向左最远可摆到B点,球2落到水平地面上的C点.测出有关数据即可验证1、2两球碰撞时动量守恒.现已测出A点离水平桌面的距离为a,B点离水平桌面的距离为b,C点与桌子边沿间的水平距离为c.此外,还需要测量的量是______、______、______、和______.根据测量的数据,该实验中动量守恒的表达式为:______.
参考答案:要验证动量守恒,就需要知道碰撞前后的动量,所以要测量12两个小球的质量m1、m2,要通过平抛运动的分位移公式求解碰撞后2球的速度,所以要测量立柱高h,桌面高H;
1小球从A处下摆过程只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律,有
m1g(a-h)=12m1v12
解得:v1=
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 水平方向飞行的手榴弹,它的速度是20m/s,在空中爆炸后分裂成1 kg和0.5 kg的两部分,其中0.5 kg的那部分以10 m/s的速度与原速度反向运动,则另一部分此时的速度大小为?,方向?。
参考答案:35m/s?与初速度方向相同
本题解析:略
本题难度:简单
4、选择题 细线下面吊着一个质量为0.99kg的沙袋,构成一个单摆,摆长为10cm.一颗质量为10g的子弹水平射入沙袋并留在沙袋中,随沙袋一起摆动.已知沙袋摆动时摆线的最大偏角是60°,g=10m/s2,求子弹射入沙袋前的速度( )
A.100m/s
B.99m/s
C.200m/s
D.198m/s
参考答案:沙袋与子弹一起摆动的过程中,机械能守恒,则由机械能守恒定律可得:
(M+m)gL(1-cos60°)=12(M+m)v2 ,
则得:v=
本题解析:
本题难度:简单
5、简答题 在纳米技术中需要移动或修补原子,必须使在不停地做热运动(速率约几百米每秒)的原子几乎静止下来且能在一个小的空间区域内停留一段时间,为此已发明了“激光致冷”技术.若把原子和入射光子分别类比为一辆小车和一个小球,则“激光致冷”与下述的模型很类似.
一辆质量为m的小车(一侧固定一轻弹簧),如图所示,以速度v0水平向右运动,一动量大小为p,质量可以忽略的小球水平向左射入小车并压缩弹簧至最短,接着被锁定一定时间ΔT,再解除锁定使小球以大小相同的动量p水平向右弹出,紧接着不断重复上述过程,最终小车将停下来.设地面和车厢均为光滑,除锁定时间ΔT外.不计小球在小车上运动和弹簧压缩、伸长的时间,求:
(1)小球第一次入射后再弹出时,小车的速度的大小和这一过程中小车动能的减少量;
(2)从小球第一次入射开始到小车停止运动所经历的时间.
参考答案:
(1)2Pv0-?(2)ΔT
本题解析:
(1)设发生第一次作用后小车的速度为v1,由动量守恒有
mv0-P=P+mv1,v1=v0-,
动能的减小量
ΔEk=m()=2Pv0-.
(2)设发生第二次作用后,小车的速度为v2,由动量守恒有
mv1-P=P+mv2,v2=v1-=v0-2×,
所以发生第n次作用后,小车的速度
vn=v0-n·,
当vn=0时,n=,
故小车共运动的时间T=nΔT=ΔT.
本题难度:一般
A love that could die was not real love. 真正的爱情不会死亡.