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1、计算题 在列车编组站里,一辆m1=2×104kg的货车在平直轨道上以v1=1.8m/s的速度运动,碰上一辆m2=2.2×104kg的静止的货车,它们碰撞后接合在一起继续运动,求运动的速度。
参考答案:0.9m/s
本题解析:本题考查动量守恒定律的应用,
取两辆货车在碰撞前运动货车的运动方向为正方向,
则v1=1.8m/s,
设两车接合后的速度为v,则两车碰撞前的总动量为p=m1v1,
碰撞后的总动量为p′=(m1+m2)v,
由动量守恒定律p′=p可得:(m1+m2)v=m1v1?(4分)
∴
?(4分)
即两车接合后以0.9m/s的速度沿着第一辆车原来运动的方向继续运动?(2分)
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,半径为R的光滑半圆环轨道竖直固定在一水平光滑的桌面上,在桌面上轻
质弹簧被a、b两个小球挤压(小球与弹簧不拴接),处于静止状态。同时释放两个小球,
小球a、b与弹簧在桌面上分离后,a球从B点滑上光滑半圆环轨道最高点A时速度为
。已知小球a质量为m,小球b质量为2m,重力加速度为g。求:
(1)小球a在圆环轨道最高点对轨道的压力;
(2)释放后小球b离开弹簧时的速度
的大小;
(3)释放小球前弹簧具有的弹性势能。
参考答案:(1)a球对轨道的压力为mg,方向竖直向上(2)
(3)
本题解析:(1)设a球通过最高点时受轨道的弹力为N,由牛顿第二定律
?① (3分)?
将数据代入①式解得:N =" mg" ② (1分)
由牛顿第三定律,a球对轨道的压力为mg,方向竖直向上。 (2分)
(2)设小球a与弹簧分离时的速度大小为
,取桌面为零势面,由机械能守恒定律得:
?③(3分)?
由③式解得?
?④
小球a、b从释放到与弹簧分离过程中,总动量守恒
?⑤(3分)?
由⑤式解得:
?⑥(2 分)
(3)弹簧的弹性势能为:
?⑦(2分)?
由⑦式解得:
?⑧(2分)
本题难度:一般
3、简答题
(1)铅弹打中木块后二者的速度V(4分)
(2)铅弹打中木块前的速度V0(4分)
(3)铅弹的温度升高多少度?(4分)
参考答案:(1)V=1m/s(2)200m/s(3)
本题解析:(1)铅弹与木块作平抛运动的速度为V,
,V="1m/s" ?4分
(2)铅弹打中木块,动量守恒:
,V0="200m/s?" 4分
(3)子弹打中木块损失的机械能为:

铅弹吸收的热量
,
?4分
本题难度:一般
4、实验题 用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图1所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:

步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘位置B,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。
(1)对于上述实验操作,下列说法正确的是__________。
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.实验过程中,白纸可以移动,复写纸不能移动
E.小球1的质量应大于小球2的质量
(2)本实验除需测量线段OM、OP、ON的长度外,还需要测量的物理量有__________。
A.A、B两点间的高度差h1
B.B点离地面的高度h2
C.小球1和小球2的质量m1、m2
D.小球1和小球2的半径r
(3)当所测物理量满足表达式__________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。如果还满足表达式__________(用所测物理量的字母表示)时,即说明两球碰撞时无机械能损失。
(4)完成上述实验后,某实验小组对上述装置进行了改造,如图2所示。在水平槽末端与水平地面间放置了一个斜面,斜面的顶点与水平槽等高且无缝连接。使小球1仍从斜槽上A点由静止滚下,重复实验步骤1和2的操作,得到两球落在斜面上的平均落点M′、P′、N′。用刻度尺测量斜面顶点到M′、P′、N′三点的距离分别为l1、l2、l3。则验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式为__________(用所测物理量的字母表示)。

参考答案:(1)ACE
(2)C
(3)m1·OP= m1·OM+m2·ON,m1·OP2=m1·OM2+m2·ON2
(4)
本题解析:
本题难度:困难
5、计算题 如图所示,车厢的质量为M,长度为L,静止在光滑水平面上。质量为m的木块(可看成质点)以速度
无摩擦地在车厢底板上向右运动,木块与车前壁碰撞后以
的速度向左运动,则再经过多长时间,木块将与车后壁相碰?

参考答案:
本题解析:
木块与车前壁碰撞过程中,木块和车厢组成的系统动量守恒
碰撞后,设车厢的速度大小为
,取向右为正方向,有
----------------(1分)
解得
,方向向右
设经达时间t,木块将与车后壁相碰,由运动学公式得:
--------------(1分)
解得:
------------(1分)
本题难度:一般