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1、计算题 如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的2倍,重物与木板间的动摩擦因数为μ.使木板与重物以共同的速度v0向右运动,某时刻木板与墙发生弹性碰撞,碰撞时间极短。求:(1)木板第二次与墙碰撞前的速度;(2)木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间。设木板足够长,重物始终在木板上.重力加速度为g。
参考答案:(1)
(2)
本题解析:(1)木板第一次与墙碰撞后,最后木板和重物达到一共同速度为v,
设木板的质量为m,重物的质量为2m,取向右为动量的正向,由动量守恒得:2mv0-mv0=3mv,
解得
(3分)
(2)设从第一次与墙碰撞到木板和重物具有共同速度v所用的时间为t1,
对木板根据动量定理得:
,(2分)
解得:
在达到共同速度v时,木板离墙的距离为L,
对木板根据动能定理得:
?(2分)
解得:
?
(其他方法求解同样得分,例如:
或
)
开始向右做匀速运动到第二次与墙碰撞的时间为:
(1分)
从第一次碰撞到第二次碰撞所经过的时间为:t=t1+t2(1分)
由以上各式得
(2分)
本题考查动量定理的应用,碰撞前后动量守恒,分别以木板和重物为研究对象应用动量定理列式求解,在根据动能定理列式求解
本题难度:一般
2、选择题 古时有“守株待兔”的寓言.设兔子的头部受到大小等于自身体重的打击力时即可致死,并设兔子与树桩作用时间为0.2 s,则被撞死的兔子其奔跑速度可能为(取g="10" m/s2)(?)
A.1 m/s
B.1.5 m/s
C.2 m/s
D.2.5 m/s
参考答案:C
本题解析:根据动量定理:-Ft=-mv及F=mg求解得v="2" m/s.
本题难度:简单
3、选择题 甲、乙两个物体的质量相等,以相同的初速度在粗糙的水平面上滑行,甲物体比乙物体先停下来.下列说法正确的是(?)
A.甲物体受的冲量大
B.乙物体受的冲量大
C.两物体所受的冲量一样大
D.无法比较
参考答案:C
本题解析:由动量定理即可判断:甲、乙两物体动量变化量相同,即两物体所受合外力的冲量一样大.
本题难度:简单
4、填空题 汽车在平直公路上做匀加速直线运动.已知汽车质量为m,其速度从v1增大到v2经过的时间为t,路面阻力为f.以汽车的运动方向为正方向,那么在这段时间内,汽车的动量改变是______,牵引力的冲量是______,路面阻力的冲量是______,汽车所受合外力的冲量是______.
参考答案:汽车在平直公路上做匀加速直线运动,速度从v1增大到v2经过的时间为t,
则动量的改变量为:△P=P末-P初=m(v2-v1)
根据动量定理,合外力冲量等于物体动量的变化.即(F-f)t=m(v2-v1)
则有牵引力冲量:Ft=ft+m(v2-v1)
路面阻力的冲量是If=ft
汽车所受合外力的冲量是I合=△P=P末-P初=m(v2-v1)
故答案为:m(v2-v1);ft+m(v2-v1);ft;m(v2-v1)
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 物体在恒定的合外力F的作用下作直线运动.若该物体在时间△t1内速度由v增大到3 v,在时间△t2内速度由4 v增大到5 v,设F在时间△t1内做功是W1,冲量是I1;在时间△t2内做功是W2,冲量是I2,那么
A.I1<I2,W1=W2
B.I1<I2,W1<W2
C.I1>I2,W1<W2
D.I1>I2,W1=W2
参考答案:C
本题解析:
本题难度:困难