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159146. (2023•高新一中•高二上一月) 德优题库在原子核物理中,研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”.这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似.两个小球A和B用轻质弹簧相连,在光滑的水平直轨道上处于静止状态.在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P,右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球,如图所示.C与B发生碰撞并立即结成一个整体D.在它们继续向左运动的过程中,当弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,不再改变.然后,A球与挡板P发生碰撞,碰后A、D都静止不动,A与P接触而不粘连.过一段时间,突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失).已知A球的质量为3m、B、C球的质量均为m.求:
(1)弹簧长度刚被锁定后A球的速度VA
(2)在A球离开挡板P之后的运动过程中,A球速度的最大值VAmax
(3)在A球离开挡板P之后的运动过程中,D球速度最小时弹簧的弹性势能.
共享时间:2023-10-14 难度:2
[考点]
常见力做功与相应的能量转化,动量守恒定律在含有弹簧的碰撞问题中的应用,
[答案]
(1)弹簧长度刚被锁定后A球的速度vAv0
(2)在A球离开挡板P之后的运动过程中,A球速度的最大值VAmax
(3)在A球离开挡板P之后的运动过程中,D球速度最小时弹簧的弹性势能是
[解析]
解:(1)设C球与B球粘连成D时,设D的速度为v1,由动量守恒定律得:
mv0=(m+m)v1
得:v1v0
弹簧压缩至最短时弹簧刚被锁定,D与A的速度相等,设此速度为vA.由动量守恒定律得:
2mv1=(3m+2m)vA
得A的速度为:vAv0
(2)设弹簧长度被锁定后,贮存在弹簧中的势能为Ep,由能量守恒得:
•2m•5m+EP
撞击P后,A与D的动能都为零,解除锁定后,当弹簧刚恢复自然长度时,弹性势能全部转变成D的动能,设D的速度为v2,则有:
EP(2m)•,v2v0
当弹簧刚恢复自然长度时,A球速度达到最大.设此时D球的速度为v3.取水平向右为正方向,由动量守恒定律得:
2mv2=3mvAmax+2mv3
根据机械能守恒定律得:
•2•3+•2
联立解得:vAmax,v3=﹣
(3)由上题结果知,在A球离开挡板P之后的运动过程中,D球先向右运动后向左运动,最小为0.设此时A球的速度为v4.弹簧的弹性势能为Ep
由动量守恒定律得:2mv2=3mv4
根据机械能守恒定律得:•2•3+Ep
联立解得:Ep
答:(1)弹簧长度刚被锁定后A球的速度vAv0
(2)在A球离开挡板P之后的运动过程中,A球速度的最大值VAmax
(3)在A球离开挡板P之后的运动过程中,D球速度最小时弹簧的弹性势能是
[点评]
本题考查了"常见力做功与相应的能量转化,动量守恒定律在含有弹簧的碰撞问题中的应用,",属于"易错题",熟悉题型是解题的关键。
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161301. (2023•师大附中•高二下期末) (12分)如图所示,轻弹簧连接着两个质量均为m=2kg的小球2、3,静止于光滑水平桌面上。另一个质量为M=10kg的小球1以速度v0=12m/s撞向小球2,v0的方向沿着两小球2和3连线方向,已知小球之间的碰撞为弹性碰撞且球1与球2之间不会发生二次碰撞,求:
(1)第一次碰撞刚结束时三个小球的速度分别是多少?
(2)经计算可知,在小球1和2发生第一次碰撞后的1.57s,弹簧第一次压缩到最短,求此时弹簧的弹性势能。
(3)在小球1和2发生第一次碰撞后的1.57s内,小球3的位移为5.7m。求此时小球1和小球2之间的距离。

共享时间:2023-07-26 难度:3 相似度:1.67
182184. (2021•西工大附中•高二下期中) 如图所示,质量为m3=2kg的滑道静止在光滑的水平面上,滑道的AB部分是半径为R=0.3m的四分之一圆弧,圆弧底部与滑道水平部分相切,滑道水平部分右端固定一个轻弹簧。滑道除CD部分粗糙外其他部分均光滑。质量为m2=3kg的物体2(可视为质点)放在滑道的B点,现让质量为m1=1kg的物体1(可视为质点)自A点由静止释放。两物体在滑道上的C点相碰后粘为一体(g=10m/s2)。求:
(1)物体1从释放到与物体2相碰的过程中,滑道向左运动的距离;
(2)若CD=0.2m,两物体与滑道的CD部分的动摩擦因数都为μ=0.15,求在整个运动过程中,弹簧具有的最大弹性势能;
(3)物体1、2最终停在何处。

共享时间:2021-05-21 难度:1 相似度:1.5
151739. (2015•西安八十三中•二模) 德优题库如图,小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O.让球a静止下垂,将球b向右拉起,使细线水平。从静止释放球b,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°.忽略空气阻力,求
①两球a、b的质量之比;
②两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比。
共享时间:2015-03-21 难度:2 相似度:1
162921. (2021•西安一中•高三上期中) 德优题库如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点.用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子与斜面平行,A的质量为2m,B的质量为m,初始时物体A到C点的距离为L.现给A、B一初速度v0使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点.已知重力加速度为g,不计空气阻力,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,求此过程中:
(1)物体向下运动刚到C点时的速度;
(2)弹簧的最大压缩量;
(3)弹簧中的最大弹性势能.
共享时间:2021-11-23 难度:2 相似度:1
182186. (2021•西工大附中•高二下期中) A、B两金属板如图竖直固定在绝缘底座上,与底座的总质量为m.将其静放在光滑水平面上.已知两金属板间的电压为U,极板间距为d.在A板底端上有一小孔,质量也为m、带正电、电荷量为q的小滑块以v0的速度从小孔水平滑入极板间,小滑块最远可滑到距A板为x的P点.已知小滑块与底座间的动摩擦因数为μ,极板外侧的电场强度为0.不计电场的边缘效应以及小滑块电荷对电场的影响.求:
(1)x的值;
(2)小滑块在极板间运动的全过程中,因与底座间的摩擦而产生的内能.

共享时间:2021-05-21 难度:2 相似度:1
182163. (2021•高新一中•高一下期中) 德优题库如图所示,一轻质弹簧一端固定在倾角为37°的光滑固定斜面的底端,另一端连接质量mA=2kg的小物块A,小物块A静止在斜面上的O点,距O点x0=0.75m的P处有一质量mB=1kg的小物块B,由静止开始下滑,与小物块A发生弹性正碰,碰撞时间极短,碰后当小物块B第一次上滑至最高点时,小物块A恰好第一次回到O点。小物块A、B都可视为质点,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)碰后小物块B的速度大小;
(2)从碰后到小物块A第一次回到O点的过程中,弹簧对小物块A的冲量大小。
共享时间:2021-05-14 难度:2 相似度:1
158484. (2024•华清中学•高二上一月) 德优题库如图所示,光滑悬空轨道上静止一质量为3m的小车A,用一段不可伸长的轻质细绳悬挂一质量为2m的木块B.一质量为m的子弹以水平速度v0射入木块(时间极短),在以后的运动过程中,摆线离开竖直方向的最大角度小于90°,(不计空气阻力)试求:
(1)子弹射入木块时产生的热量;
(2)木块能摆起的最大高度;
(3)小车A运动过程的最大速度。
共享时间:2024-10-17 难度:2 相似度:1
181908. (2024•田家炳中学•高二下期中) 已知质量为m0的物体在受到F=﹣k0x的回复力作用下,将做简谐运动,其偏离平衡位置的位移x与时间t的关系遵循规律x=Asin (ωt+φ),其中ω=,k0为比例系数,A为振幅。如图,一竖直光滑的足够长圆管,内有一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧下端固定于地面上,上端与一质量为m的圆盘a相连,圆盘a静止时所在位置为O。另一质量为2m 的圆盘b从距O高度为H=的P点由静止由静止开始下落,与a发生碰撞,瞬间粘在一起 向下运动,运动的最低点为Q。两圆盘厚度不计,半径相同且略小于圆管半径。在运动过程中,弹簧形变始终在弹性限度内,且当形变量为x时,弹性势能为Epkx2。重力加速度为g,忽略一切阻力。求:
(1)整个运动过程系统损失的机械能;
(2)圆盘a、b碰后做简谐运动的振幅;
(3)从圆盘b开始下落到第一次运动至最低点Q所用的时间。
共享时间:2024-05-12 难度:2 相似度:1
181817. (2024•田家炳中学•高二上期中) 德优题库如图所示,光滑悬空轨道上静止一质量为3m的小车A,用一段不可伸长的轻质细绳悬挂一质量为2m的木块B.一质量为m的子弹以水平速度v0射入木块(时间极短),在以后的运动过程中,摆线离开竖直方向的最大角度小于90°,(不计空气阻力)试求:
(1)子弹射入木块时产生的热量;
(2)木块能摆起的最大高度;
(3)小车A运动过程的最大速度。
共享时间:2024-11-25 难度:2 相似度:1
182694. (2019•西安中学•高一下期末) 德优题库如图所示,在光滑水平面上有木块A和B,mA=0.5kg,mB=0.4kg,它们的上表面是粗糙的,今有一小铁块C,mC=0.1kg,以初速度v0=10m/s沿两木块表面滑过,最后停留在B上,且B、C以共同速度v=1.5m/s运动,求:
(1)A、B分开后,A最终速度的大小;
(2)C刚离开A时速度的大小。
共享时间:2019-07-11 难度:2 相似度:1
162714. (2023•铁一中学•高一下期中) 德优题库如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点.用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子与斜面平行,A的质量为2m,B的质量为m,初始时物体A到C点的距离为L.现给A、B一初速度v0使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点.已知重力加速度为g,不计空气阻力,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,求此过程中:
(1)物体向下运动刚到C点时的速度;
(2)弹簧的最大压缩量;
(3)弹簧中的最大弹性势能.
共享时间:2023-05-10 难度:2 相似度:1
182517. (2020•西安中学•高一下期中) 如图所示,质量为m=0.25kg的物块(可视为质点)放在质量为M=0.5kg的木板左端,木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4,质量为m0=5g的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块,并以v1=100m/s的速度水平穿出(此过程时间极短),g取10m/s2,求:
(1)子弹刚从物块穿出的瞬间,物块的速度v2
(2)要使物块不从木板上滑落,则木板的长度至少要多长?

共享时间:2020-05-28 难度:2 相似度:1
162463. (2023•高新一中•高二上期中) 如图所示,倾角为θ=30°的斜面固定在水平地面上,物块A的质量为M=3kg,静止在斜面上,距斜面底端为s=4m,物块B的质量为m=1kg,在斜面上距物块A上方l=2.5m的位置由静止释放,两物块均可看作质点,物块碰撞时无机械能损失,两物块由不同材料制成,A与斜面之间的动摩擦因数μ=,B与斜面间的摩擦忽略不计,重力加速度大小g=10m/s2,求:
(1)发生第一次碰撞后物块A的速度vA1和物块B的速度vB1
(2)两物块第一次碰撞与第二次碰撞之间的时间t;
(3)物块A到达斜面底端的过程中,两物块发生碰撞的总次数n。
共享时间:2023-11-11 难度:2 相似度:1
182911. (2018•西安中学•高二下期末) 铅弹以速度v=210m/s射入木块后停在木块中,木块没有移动。增加的内能的(c=1.3×102J/(kg?℃))80%使铅弹的温度升高,铅弹温度升高了多少?(结果保留三位有效数字)
共享时间:2018-07-10 难度:2 相似度:1
182969. (2018•长安区一中•高一下期末) 德优题库如图所示,在高h=0.8m的水平光滑桌面上,有一轻弹簧,其左端固定,质量为m=1kg的小球在外力作用下使弹簧处于压缩状态。由静止释放小球,将小球水平弹出,小球离开弹簧时的速度为v1=3m/s,不计空气阻力。求:
(1)弹簧处于压缩状态时所具有的弹性势能;
(2)小球落地时速度v2的大小。(g取10m/s2
共享时间:2018-07-09 难度:2 相似度:1

dygzwlyn

2023-10-14

高中物理 | 高二上 | 计算题

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