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1、选择题 图示为气垫导轨上两个滑块A、B相互作用前后运动过程的频闪照片,频闪的频率为10 Hz。A、B之间夹着一根被压缩的轻质弹簧并用绳子连接,开始时它们处于静止状态。绳子烧断后,两个滑块向相反方向运动。已知滑块A、B的质量分别为200g、300g。根据照片记录的信息,可判断

A.A、B两滑块均做匀速直线运动
B.B滑块的速度大小为6cm/s
C.A、B两滑块的动量相同
D.A滑块的动量变化量与B滑块的动量变化量之和为零
参考答案:ABD
本题解析:由频闪照片可以看出碰撞后A、B物体在相等的时间内通过的距离相等,两物体均做匀速直线运动,A对;同理由s=vt可求得AB速度,B对;系统动量守恒,所以AB两物体动量大小相等方向相反,C错;同理D对;
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,质量M=1.0kg的木块随传送带一起以v=2.0m/s的速度向左匀速运动,木块与传送带间的动摩擦因数μ=0.50。当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹以v0=3.0×102m/s水平向右的速度击穿木块,穿出时子弹速度v1=50m/s。设传送带的速度恒定,子弹击穿木块的时间极短,且不计木块质量变化,g=10m/s2。求:
(1)在被子弹击穿后,木块向右运动距A点的最大距离;
(2)子弹击穿木块过程中产生的内能;
(3)从子弹击穿木块到最终木块相对传送带静止的过程中,木块与传送带间由于摩擦产生的内能。

参考答案:解:(1)设木块被子弹击穿时的速度为u,子弹击穿木块过程动量守恒
mv0-Mv=mv1+Mu,解得u=3.0m/s
设子弹穿出木块后,木块向右做匀减速运动的加速度为a,根据牛顿第二定律
μmg=ma,解得a=5.0m/s2
木块向右运动到离A点最远时,速度为零,设木块向右移动最大距离为s1
u2=2as1,解得s1=0.90m
(2)根据能量守恒定律可知子弹射穿木块过程中产生的内能为
E=
解得E=872.5J
(3)设木块向右运动至速度减为零所用时间为t1,然后再向左做加速运动,经时间t2与传送带达到相对静止,木块向左移动的距离为s2。根据运动学公式
v2=2as2,解得s2=0.40m
t1=
=0.60s,t2=
=0.40s
木块向右减速运动的过程中相对传送带的位移为
=2.1m
产生的内能Q1=μMg
=10.5J
木块向左加速运动的过程中相对传送带的位移为
=vt2-s2=0.40m
产生的内能Q2=μMg
=2.0J
所以整个过程中木块与传送带摩擦产生的内能Q=Q1+Q2=12.5J
本题解析:
本题难度:困难
3、简答题 如图所示,质量为m的小物块(可视为质点)放在小车上,它们一起在两个竖直墙壁之间运动,小车质量为M,且M>m,设车与物体间的动摩擦因数为μ,车与水平间的摩擦不计,车与墙壁碰撞后速度反向而且大小不变,切碰撞时间极短,开始时车紧靠在左面墙壁处,物体位于车的最左端,车与物体以共同速度V0向右运动,若两墙壁之间的距离足够长,求:
(1)小车与墙壁第2次碰撞前(物体未从车上掉下)的速度.
(2)要是物体不从车上滑落,车长l应满足的条件. (需经过计算后得出)
参考答案:(1)
(2)
本题解析:(1)第2次碰前,车与小物体已达共同速度V1,由动量守恒定律:
?①
(2)设第1次碰后小物体相对车向右滑动l1,由动量守恒得:
?②
解得:
?③
第2次碰后小物体相对车向左运动l2,共同运动的速度为V2,则有:
?④
?⑤
解得:
?⑥
同理可得
,即只要第一次碰撞后小物体不从小车上掉下,以后的碰撞均不能使小物体从车上掉下。
所以要使物体不从车上掉下,车长应满足条件:
?⑦
本题难度:简单
4、简答题 如图16-3-11所示,质量均为m的A、B两个弹性小球,用长为2l不可伸长的轻绳连接,现把AB两球置于距地面高H处(H足够大)间距为l,当A球自由下落的同时,B球以速度v0指向A球水平抛出,求:

图16-3-11
(1)两球从开始运动到相碰,A球下落的高度;
(2)A、B两球碰撞(碰撞时无机械能损失)后,各自速度的水平分量;
(3)轻绳拉直过程中,B球受到绳子拉力冲量的大小.
参考答案:(1)
(2)vAx′=v0 vBx′=0 (3)
本题解析:(1)设A球下落的高度为h
l=v0t①
②
联立①②两式得
③
(2)由水平方向动量守恒知
mv0=mvAx′+mvBx′④
由机械能守恒定律知
⑤
式中vAy′=vAy vBy′=vBy
联立④⑤得 vAx′=v0
vBx′=0.
(3)由水平方向动量守恒得
mv0=2mvBx
故I=mvBx=
.
本题难度:简单
5、填空题 在水平放置的气垫导轨上,质量为0.4kg、速度为0.5m/s的滑块甲与质量为0.6kg、速度为0.1m/s的滑块乙迎面相撞,碰撞后滑块乙的速度大小变为0.2m/s,此时滑块甲的速度大小为?m/s,方向与它原来速度方向?。
参考答案:0.05,相同
本题解析:滑块甲乙系统在碰撞过程中水平方向动量守恒,根据动量守恒定律有:
+
=
+
,由题意知,两者迎面碰撞,说明两者初速度方向相反,不妨假设甲的初速度方向为正方向,又由于题目中只说明碰后乙的速度大小,未说明碰后速度方向,但系统初始总动量方向与正方向相同,因此碰后系统的总动量方向也应与正方向相同,所以碰后乙的速度方向只能沿正方向,解得碰后甲的速度为:
=0.05m/s,为正值,即方向与它原来的方向相同。
本题难度:一般