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1、简答题 两个小球1和2的质量分别是m1=2.0kg,m2=1.6kg,球1静止于光滑的水平面上的A点,球2在水平面上从远处沿两球心连线向着1球运动。假设两球相距L≤18m时存在着恒定的斥力F,L>18m时无相互作用力。当两球相距最近时,它们的距离为d=2.0m,球2的速度为v=4m/s。求:
(1)两球间的斥力的大小。
(2)球1速度达最大时距A点的最小距离S。
参考答案:(1)F=2.25N
(2)28.4m
本题解析:(1)设最近时速度均为V,1、2两球发生的位移分别为S1、S2,由动量守恒定律得:
?

由动能定理得:
?
FS1=m2V2/2?
几何关系得:S1+L=S2+S?
联立以上四式得:V0="9m/s?" F="2.25N?"
(说明:其他方法也可。)
(2)设球1达最大速度为V1,这时球2速度为V2,球1、2的位移分别为S1、S2,球1速度达到最大时二者间距恢复为L,由动量守恒得:
m2V0=m1V1+m2V2?
由动能定理有:
?
?
几何关系得:S1′=S2′?
联立以上四式得:S1′="28.4m?" V1="8.0m/s?"
(说明:其他方法也可。)
本题难度:一般
2、选择题 两物体组成的系统总动量守恒,这个系统中(? )
A.一个物体增加的速度等于另一个物体减少的速度
B.一物体受的冲量与另一物体所受的冲量相等
C.两个物体的动量变化总是大小相等、方向相反
D.系统总动量的变化为零
参考答案:CD
本题解析:两物体组成的系统总动量守恒,根据公式
,可得一物体受到的冲量与另一物体所受冲量大小相等,方向相反,B错误。两物体的动量变化总是大小相等,方向相反,A错误C正确。系统总动量的变化为零,D正确。
本题难度:简单
3、选择题 满载沙子的小车总质量为M,在光滑水平面上以速度v0匀速运动,在行驶途中有质量为m的沙子从车上漏掉.此时车的速度为( )
A.v0
B.
C.
D.
参考答案:设漏掉质量为m的沙子后,汽车速度为v′,根据水平方向动量守恒可得:
Mv0=mv0+(M-m)v′
解得:v′=v0,故BCD错误,A正确.
故选A.
本题解析:
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,水平地面上竖直固定一个光滑的、半径R=0.45m的1/4圆弧轨道,A、B分别是圆弧的端点,圆弧B点右侧是光滑的水平地面,地面上放着一块足够长的木板,木板的上表面与圆弧轨道的最低点B等高,可视为质点的小滑块P1和P2的质量均为m=0.20kg,木板的质量M=4m,P1和P2与木板上表面的动摩擦因数分别为
=0.20和
=0.50,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力;开始时木板的左端紧靠着B,P2静止在木板的左端,P1以v0=4.0m/s的初速度从A点沿圆弧轨道自由滑下,与P2发生弹性碰撞后,P1处在木板的左端,取g=10m/s2。求:

(1)P1通过圆弧轨道的最低点B时对轨道的压力;
(2)P2在木板上滑动时,木板的加速度为多大?
(3)已知木板长L=2m,请通过计算说明P2会从木板上掉下吗?如能掉下,求时间?如不能,求共速?
参考答案:(1)压力大小为13.1N,方向竖直向下;(2)木板的加速度为1.0m/s2;(3)没有共速,P2已经从木板上掉下,时间是
.
本题解析:
(1)设P1滑到圆弧最低点B时的速度为vB,根据机械能守恒定律得:
,代入数据a解得vB=5m/s;设P1通过B时受到的支持力为N,根据牛顿第二定律得:
代入数据解得 N = 13.1N。根据牛顿第三定律可知,P1对轨道的压力为13.1N,方向竖直向下。
(2)P1与P2碰撞满足动量守恒和机械能守恒,用v1、v2分别表示碰后P1、P2的速度,则有
,
,联立解得v1 =0,v2=5m/s,向右。假设碰撞后P2在木板上滑动时,P1与木板保持相对静止,它们共同的加速度为a共,根据牛顿第二定律,有
,解得
,P1受到木板的静摩擦力为
,P1与木板间的最大静摩擦力为
,因为f1<fm,说明以上假设成立。所以木板的加速度为1.0m/s2.
(3)碰撞后P2在木板上滑动时:
,向左;P1与木板共同的加速度为:
,向右。设它们有共速:
,得:
,它们的相对位移大小:
,∴
,故P2已经从木板上掉下,时间是t2。∵
,
∴所求的时间:
.(另:t2=1.0s>
,舍去)
本题难度:困难
5、计算题 (8分)如图,光滑水平面上有三个物块A、B和C,它们具有相同的质量,且位于同一直线上。开始时,三个物块均静止,先让A以一定速度与B碰撞,碰后它们粘在一起,然后又一起与C碰撞并粘在一起,求前后两次碰撞中系统损失的动能之比。

参考答案:3
本题解析:设三个物块的质量均为m,A的初速度为v,A与B碰撞后整体的速度为v1,A、B的整体与C碰撞后的共同速度为v2,由动量守恒定律有:
mv=2mv1?①
mv=3mv2?②
设第一次碰撞后损失的动能为△Ek1,第二次碰撞后损失的动能为△Ek2,根据能量守恒定律有:
③
④
联立以上四式,解得:
?⑤。
评分标准:①②式共3分,③④式共3分,⑤式2分。
本题难度:一般