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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
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
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
159627. (2022•西安三中•高二上一月) 德优题库一轻弹簧的下端固定在水平面上,上端连接质量为m的木板处于静止状态,此时弹簧的压缩量为h0,如图所示.一物块从木板正上方距离为3h0的A处自由落下,打在木板上并与木板一起向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又向上运动.若物块质量也为m时,它们恰能回到O点;若物块质量为2m时,它们到达最低点后又向上运动,在通过O点时它们仍然具有向上的速度,求:
①质量为m时物块与木板碰撞后的速度;
②质量为2m时物块向上运动到O的速度.
共享时间:2022-10-21 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
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
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
159474. (2022•长安区一中•高三上一月) 德优题库如图所示,质量均为m=4kg的两个小物块A、B(均可视为质点)放置在水平地面上,竖直平面内半径R=0.4m的光滑半圆形轨道与水平地面相切于C,弹簧左端固定。移动物块A压缩弹簧到某一位置(弹簧在弹性限度内),由静止释放物块A,物块A离开弹簧后与物块B碰撞并粘在一起以共同速度v=5m/s向右运动,运动过程中经过一段长为s,动摩擦因数μ=0.2的水平面后,冲上圆轨道,除s段外的其它水平面摩擦力不计。求:(g取10m/s2
(1)若s=1m,两物块刚过C点时对轨道的压力大小;
(2)刚释放物块A时,弹簧的弹性势能;
(3)若两物块能冲上圆形轨道,且不脱离圆形轨道,s应满足什么条件。
共享时间:2022-10-20 难度:3 相似度:0.83
162026. (2020•西安中学•高一下期末) 德优题库如图所示,一质量为M的物块静止在光滑桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h,一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,没有从物块射出。重力加速度为g。求:
(1)物块落地点离桌面边缘的水平距离;
(2)子弹射入物块过程中系统损失的机械能。
共享时间:2020-07-13 难度:3 相似度:0.83
159629. (2022•西安三中•高二上一月) 德优题库如图所示,一质量m的塑料球形容器放在桌面上,它的内部有一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧直立地固定于容器内壁的底部,弹簧上端经绝缘物系住一只带正电q、质量也为的m小球.从加一个向上的匀强电场E起,到容器对桌面压力减为零时为止.求:
(1)小球的电势能改变量
(2)容器对桌面压力减为零时小球的速度大小.
共享时间:2022-10-21 难度:4 相似度:0.75
161667. (2023•交大附中•高一上期末) 小车C静止在光滑的水平面上,距离小车C的右侧s处有一固定光滑的斜面和光滑平台组成的装置,斜面底端与小车C等高,平台P点与斜面平滑连接,不影响滑块经过时运动的速率。平台上O点固定一竖直的弹性挡板,滑块B静止于Q点,PQ间距离为kL,OQ间距离为L。当滑块A以v0=8m/s的速度滑上小车,运动到小车C右端时恰好与之共速(小车未碰到平台)。当滑块A经斜面进入平台时,始终受到水平向右的恒力F=mg作用,当滑块B在该区域内向左运动时受到同样的恒力F作用,向右运动则合力为零。已知滑块A、B及小车C的质量相等,即mA=mB=mC,斜面高h=0.8m,A、C间的动摩擦因数μ=0.5,g=10m/s2,滑块A、B均可看成质点,且A、B之间以及B与挡板之间的碰撞为弹性碰撞。
德优题库
(1)为保证小车C与平台碰撞时A、C能共速,s至少多长;
(2)当滑块A经斜面进入平台PO后,若A不能在滑块B匀速运动过程中追上滑块B发生第二次碰撞,则k需要满足的条件;
(3)若满足(2)问的k值,求A、B从第一次碰撞开始到第二次碰撞经历的时间。
共享时间:2023-02-22 难度:4 相似度:0.75
162654. (2022•高新一中•高二上期中) 如图所示,水平地面上有两个静止的小物块a和b,其连线与墙垂直;a和b相距l,b与墙之间也相距l;a的质量为m,b的质量为m。两物块与地面间的动摩擦因数均相同。现使a以初速度v0向右滑动。此后a与b发生弹性碰撞,但b没有与墙发生碰撞。重力加速度大小为g。求物块与地面间的动摩擦因数满足的条件。
共享时间:2022-11-30 难度:4 相似度:0.75

dygzwlyn

2023-10-14

高中物理 | 高二上 | 计算题

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