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1、填空题 如图所示,LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道,MN水平且足够长,LM下端与MN相切.在虚线OP的左侧,有一竖直向下的匀强电场E1,在虚线OP的右侧,有一水平向右的匀强电场E2和垂直纸面向里的匀强磁场B.C、D是质量均为m的小物块(可视为质点),其中C所带的电荷量为+q,D不带电.现将物块D静止放置在水平轨道的MO段,将物块C从LM上某一位置由静止释放,物块C沿轨道下滑进入水平轨道,速度为v,然后与D相碰,粘合在一起继续向右运动.求:

(1)物块C从LM上释放时距水平轨道的高度h;
(2)物块C与D碰后瞬间的共同速度v共;
(3)物块C与D离开水平轨道时与OP的距离x.
参考答案:(1)物块C下滑过程中,由动能定理得:
(mg+qE1)h=12mv2-0,
解得:h=mv22(mg+qE1);
(2)物块C、D碰撞过程动量守恒,以C、D组成的系统为研究对象,以C的初速度方向为正方向,
由动量守恒定律得:mv=(m+m)v共,解得:v共=v2;
(3)C与D刚要离开水平轨道时对轨道的压力为零,
设此时它们的速度为v′,在竖直方向上,qv"B=2mg…①
CD一起向右运动过程中,由动能定理得:qE2x=12×2mv′2-12×2mv2共…②
由①②解得:x=m2qE2(4mg2q2B2-v24);
答:(1)物块C从LM上释放时距水平轨道的高度h=mv22(mg+qE1);
(2)物块C与D碰后瞬间的共同速度v共=v2;
(3)物块C与D离开水平轨道时与OP的距离x=m2qE2(4mg2q2B2-v24).
本题解析:
本题难度:一般
2、简答题 如图所示,光滑水平面上有一辆质量为
=1kg的小车,小车的上表面有一个质量为
=0.9kg的滑块,在滑块与小车的挡板间用轻弹簧相连接,滑块与小车上表面间的动摩擦因数为μ=0.2,整个系统一起以
=10m/s的速度向右做匀速直线运动,此时弹簧长度恰好为原长.现在用一质量为
=0.1kg的子弹,以
=50m./s的速度向左射入滑块且不穿出,所用时间极短,当弹簧压缩到最短时,弹簧被锁定,测得此时弹簧的压缩量为
=0.50m, g =10m/s2.求:

(1)子弹射入滑块后的瞬间,子弹与滑块共同速度的大小和方向;
(2)弹簧压缩到最短时,小车的速度和弹簧的弹性势能的大小.
参考答案:
(1)v2= 4m/s,方向水平向右; ?(2)8 J
本题解析:
⑴ 子弹射入滑块后的共同速度大为v2,设向右为正方向,对子弹与滑块组成的系统应用动量守恒定律得
mv1—mv0= (m+m0) v2 ?(4分)
v2= 4m/s,方向水平向右;?(2分)
⑵子弹,滑块与小车,三者的共同速度为v3,当三者达到共同速度时弹簧压缩量最大,弹性势能最大.由动量守恒定律得
Mv1+(m+m0)v2 = (M+m+m0)v3 ?(3分)
v3=7m/s,方向水平向右. ?(2分)
设最大弹性势能为防Epmax对三个物体组成的系统应用能量守恒定律
+
(m+m0)v22 ="?" EPmax +
(M+m+m0) v32+μ(m+m0)gd?(3分)
EPmax=" 8" J?(2分)
本题难度:简单
3、计算题 如图所示,甲车质量m1=20kg,车上有质量M=50kg的人,甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高h=0.45m由静止滑下,到水平面上后继续向前滑动。此时质量m2=50kg的乙车正以v0=1.8m/s的速度迎面滑来,为了避免两车相撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳到乙车上,求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应在什么范围以内?不计地面和斜坡的摩擦,取g=10m/s2。?
参考答案:3.8 m/s≤v≤4.8 m/s
本题解析:甲车(包括人)滑下斜坡后速度:v甲="2gh=3" m/s,在人跳离甲车和人跳上乙车过程中各自动量守恒,设人跳离甲车和跳上乙车后,两车速度分别为v甲′和v乙′,则:
(M+m1)v甲=Mv+m1v甲′?①?
Mv-m2v0=(M+m2)v乙′?②?
恰不发生相撞的条件为:v甲′=±v乙′?③?
从①得:v甲′=
从②得:v乙′=
当v甲′=v乙′时,有
=
时,得v="3.8" m/s?
当v甲′=-v乙′时,有
=-
时,得v="4.8" m/s?
所以,人跳离甲车的速度(对地)应满足3.8 m/s≤v≤4.8 m/s。
根据动量守恒求得甲、乙碰后的速度,然后再判断两个速度的关系,从而求出速度范围。
本题难度:一般
4、选择题 鱼雷快艇的总质量为M,以速度υ前进,现沿快艇前进方向发射一颗质量为m的鱼雷后,快艇速度减为原来的
,不计水的阻力,则鱼雷的发射速度为.(填选项前的字母)( )
A.v
B.v
C.v
D.v
参考答案:根据动量守恒定律有:Mv=(M-m)13v+mv′.
解得v′=2M+m3mv.
故A正确,B、C、D错误.
故选A.
本题解析:
本题难度:简单
5、计算题 如图所示,质量为m=3.0kg的小车在光滑水平轨道上以v1=2.0m/s速度向右运动.一股水流以v2=2.4m/s的水平速度自右向左射向小车后壁。已知水流流量为Q=
m3/s,射到车壁的水全部流入车厢内.那么,经多长时间可使小车静止?(水的密度为ρ=
kg/m3),
参考答案:由题意知,小车质量m="3.0kg" ,速度v1=2.0m/s;水流速度v2=2.4m/s,水流流量Q=
m3/s,水的密度ρ=
kg/m3.
设经t时间,流人车内的水的质量为M,此时车开始反向运动,车和水流在水平方向没有外力,动量守恒,所以有?mv1- Mv2="0?" ①
又因为?M=ρV ?②
V=Qt? ③
由以上各式带入数据解得?t="50s?" ④
本题解析:略
本题难度:一般