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1、计算题 ((9分)如图所示,在光滑水平地面上有一质量为2m的长木板,其左端放有一质量为m的重物(可视为质点),重物与长木板之间的动摩擦因数为
。开始时,长木板和重物都静止,现在给重物以初速度v0,设长木板撞到前方固定的障碍物前,长木板和重物的速度已经相等。已知长木板与障碍物发生弹性碰撞,为使重物始终不从长木板上掉下来,求长木板的长度L至少为多少?(重力加速度为g)

参考答案:
本题解析:碰撞前,长木板和重物的共同速度为v1
由动量守恒定律得:
?(2分)
碰撞后瞬间,长木板以v1反弹,最终两者的共同速度为v2
由动量守恒定律得:
?(2分)
对全过程由功能关系得:
?(3分)
解得:
本题难度:简单
2、计算题 如图所示,水平地面上静止放置着物块B和C,相距=1.0m。物块A以速度
=10m/s沿水平方向与B正碰。碰撞后A和B牢固地粘在一起向右运动,并再与C发生正碰,碰后瞬间C的速度
=2.0m/s。已知A和B的质量均为m,C的质量为A质量的k倍,物块与地面的动摩擦因数μ=0.45。(设碰撞时间很短,g取10m/s2)
(1)计算与C碰撞前瞬间AB的速度;
(2)根据AB与C的碰撞过程分析k的取值范围,并讨论与C碰撞后AB的可能运动方向。

参考答案:解:(1)设AB碰撞后的速度为v1,AB碰撞过程由动量守恒定律得
?
设与C碰撞前瞬间AB的速度为v2,由动能定理得
?
联立以上各式解得
(2)若AB与C发生完全非弹性碰撞,由动量守恒定律得
?
代入数据解得
此时AB的运动方向与C相同若AB与C发生弹性碰撞,由动量守恒和能量守恒得

联立以上两式解得
,
代入数据解得
此时AB的运动方向与C相反若AB与C发生碰撞后AB的速度为0,
由动量守恒定律得
代入数据解得
总上所述得
当
时,AB的运动方向与C相同;
当
时,AB的速度为0;?
当
时,AB的运动方向与C相反。
本题解析:
本题难度:困难
3、简答题 如图两个完全相同的质量为m的木板A、B置于水平地面上,它们的间距s="2.88" m.质量为2m、大小可忽略的物块C置于A板的左端,C与A之间的动摩擦因数为μ1=0.22,A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.10,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.开始时,三个物体处于静止状态.现给C施加一个水平向右、大小为
mg的恒力F,假定木板A、B碰撞时间极短且碰撞后黏连在一起.要使C最终不脱离木板,每块木板的长度至少为多少?
参考答案:0.3 m
本题解析:设A、C之间的滑动摩擦力大小为f1,A与水平面之间的滑动摩擦力大小为f2
因为μ1=0.22,μ2=0.10
所以F=
mg<f1=μ12mg且F=
mg>f2=μ2(2m+m)g
所以一开始A和C保持相对静止,在F的作用下向右加速度运动,有
(F-f2)s=
·(2m+m)v12
A、B两木板碰撞瞬间,内力远大于外力,由动量守恒定律得
mv1=(m+m)v2
碰撞后到三个物体达到共同速度的相互作用过程中,设木板向前移动的位移为s1.
选三个物体构成的整体为研究对象,外力之和为零,则
2mv1+(m+m)v2=(2m+m+m)v3
设A、B系统与水平地面之间的滑动摩擦力大小为f3,对A、B系统,由动能定理
f1s1-f3s1=
·2mv32-
·2mv22
f3=μ2(2m+m+m)g
对C由动能定理
F·(2l+s1)-f1·(2l+s1)=
×2mv32-
×2mv12
由以上各式,再代入数据可得l="0.3" m
本题难度:简单
4、计算题 如图14-1-6所示,甲、乙两个小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车总质量共为M=30 kg,乙和他的冰车总质量也是30 kg,游戏时甲推着一个质量m=15 kg的箱子和他一起以大小为v0=2 m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面滑来,为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处时乙迅速把它抓住,若不计冰面的摩擦,问甲至少要以多大的速度(相对地面)将箱子推出,才能避免与乙相撞.
参考答案:5.2 m/s
本题解析:设甲至少以速度v将箱子推出,甲推出箱子后速度为v甲,乙抓住箱子后速度为v乙,则由动量守恒定律,得:
甲推箱子过程:(M+m)v0=Mv甲+mv
乙抓箱子过程:mv-Mv0=(M+m)v乙
甲、乙恰不相碰的条件是:v甲=v乙
代入数据可解得:v=5.2 m/s.
本题难度:简单
5、选择题 质量为m的小球A在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正碰,碰撞后,A球的动能变为原来的1/9,那么碰撞后B球的速度大小可能是
A
? B
? C
? D
参考答案:AB
本题解析:A的动能变为原来的1/9,速度大小变为原来的1/3,速度可能不变也可能反向,
,可求得B球的速度
本题难度:一般