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161394. (2023•西安中学•高二上期末) 德优题库如图甲所示,放在水平地面上的足够长的木板质量M=2kg,木板左端放一质量m=1.0kg的滑块(可视为质点),已知地面和木板间的动摩擦因数μ1=0.1;滑块和木板间的动摩擦因数μ2=0.4,滑块的正上方有一悬点O,通过长l=1.25m的轻绳吊一质量m0=2.0kg的小球。现将小球拉至与O点处于同一水平面,由静止释放,小球摆至最低点时与滑块发生正碰(即两物体在同一直线上碰撞),且小球与滑块只碰一次,小球碰后的动能与其向上摆动高度的关系如图乙所示,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)碰前瞬间轻绳对小球拉力的大小;
(2)小球和滑块碰撞过程中系统损失的机械能;
(3)长木板运动过程中的最大位移。
共享时间:2023-02-20 难度:3
[考点]
无外力的水平板块模型,绳球类模型及其临界条件,动量守恒与能量守恒共同解决实际问题,
[答案]
(1)碰前瞬间轻绳对小球拉力的大小为60N;
(2)小球和滑块碰撞过程中系统损失的机械能为3J;
(3)长木板运动过程中的最大位移为
[解析]
解:(1)设小球摆动到最低点速度为v0,绳对小球拉力为T,由机械能守恒定律得:m0gl=
代入数据解得:v0=5m/s
由牛顿第二定律得:T﹣m0g=
代入数据解得:T=60N
(2)设碰后小球、滑块速度分别为v1和v2
由图象可得碰撞后小球的动能:Ek=4J
由:Ek
得:v1=2m/s或v1′=﹣2m/s
规定向右为正方向,小球与滑块碰撞过程动量守恒,得:m0v0=m0v1+mv2
代入数据解得:v2=6m/s,或v2′=14m/s
计算碰撞前后的总动能可知:,合理;
,不合理
所以碰后小球的速度只能是v1=2m/s,滑块速度只能是:v2=6m/s
小球和滑块碰撞过程中系统损失的机械能:
代入数据可得:ΔE=3J
(3)滑块在木板上滑动的过程中,滑块受到的摩擦力:f2=μ2mg=0.4×1.0×10N=4N
滑动的加速度大小:
根据牛顿第三定律,木板受到滑块的摩擦力与滑块受到木板的摩擦力大小相等,也是4N;木板与地面之间的摩擦力:f1=μ1(M+m)g=0.1×(2+1)×10N=3N
木板的加速度:
滑块做减速运动,木板做加速运动,当它们速度相等时设经历的时间为t,则:v2﹣a2t=a1t
代入数据可得:t=s
此时二者的速度:v=m/s=m/s
木板的位移:m=m
二者速度相等后设它们一起以加速度a3做减速运动,则:
由于ma3=1.0×1N=1N<f2,可知假设正确,二者一起做减速运动;
减速过程中的位移:m=m
所以木板的总位移:x=
答:(1)碰前瞬间轻绳对小球拉力的大小为60N;
(2)小球和滑块碰撞过程中系统损失的机械能为3J;
(3)长木板运动过程中的最大位移为
[点评]
本题考查了"无外力的水平板块模型,绳球类模型及其临界条件,动量守恒与能量守恒共同解决实际问题,",属于"典型题",熟悉题型是解题的关键。
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159056. (2023•铁一中学•高二上一月) (10分)如图,固定在竖直平面内O点、长L=1m的轻质细绳系着质量m=0.9kg的小球处于静止状态,一颗质量m0=0.1kg的子弹以一定的初速度射入小球,并嵌在小球内(这一过程时间极短),小球恰能做完整的圆周运动。取g=10m/s2,求:
(1)子弹的初速度大小;
(2)子弹嵌入小球后瞬间,细绳中的拉力大小。

共享时间:2023-10-25 难度:3 相似度:1.34
160324. (2020•周至五中•二模) 如图所示,在光滑水平面上A点固定一个底端有小孔的竖直光滑圆弧轨道,圆轨道与水平面在A点相切。小球甲用长为L的轻绳悬挂于O点,O点位于水平面上B点正上方L处。现将小球甲拉至C位置,绳与竖直方向夹角θ=600,由静止释放,运动到最低点B时与另一静止的小球乙(可视为质点)发生完全弹性碰撞,碰后小球乙无碰撞地经过小孔进入圆弧轨道,当小球乙进入圆轨道后立即关闭小孔。已知小球乙的质量是甲质量的3倍,重力加速度为g。
(1)求甲、乙碰后瞬间小球乙的速度大小;
(2)若小球乙恰好能在圆轨道做完整的圆周运动,求圆轨道的半径。

共享时间:2020-03-23 难度:3 相似度:1.34
160678. (2016•西工大附中•四模) 将静置在地面上,质量为M(含燃料)的火箭模型点火升空,在极短时间内以相对地面的速度v0竖直向下喷出质量为m的炽热气体.忽略喷气过程重力和空气阻力的影响,则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是(  )
A.v0     
B.v0     
C.v0  
D.v0
共享时间:2016-04-18 难度:1 相似度:1.33
160561. (2016•西安中学•一模) 德优题库如图所示,光滑平台上有两个刚性小球A和B,质量分别为2m和3m,小球A以速度v0向右运动并与静止的小球B发生碰撞(碰撞过程不损失机械能),小球B飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动的小车中,小车与沙子的总质量为m,速度为2v0,小车行驶的路面近似看作是光滑的,求:
(Ⅰ)碰撞后小球A和小球B的速度;
(Ⅱ)小球B掉入小车后的速度.
共享时间:2016-03-02 难度:1 相似度:1.33
160645. (2016•西工大附中•七模) 如图所示,小车上固定有一内壁光滑的弯管,弯管左、右两端管口在同一水平面上.弯管及小车的总质量为M,小车静止于光滑水平面上,质量为m=M的小球以水平速度v0(未知)射入弯管,小球直径略小于弯管,弯管最高处到管口的竖直高度为h.设小球与弯管在相互作用过程中无机械能损失,小球离开小车时,速度仍是水平的.
(1)若小球恰好能到达弯管的最高点,试求v0的大小
(2)若小球恰好能到达弯管的最高点后,从右端离开小车,试求离开小车时小球的速度(用v0表示)

共享时间:2016-06-08 难度:1 相似度:1.33
159941. (2022•关山中学•高一下一月) 如图所示一辆总质量为m=1600kg的汽车,静止在一座半径为R=40m的圆弧形拱桥顶部。(g取10m/s2)求:
(1)此时拱桥对汽车的支持力是多大?
(2)如果汽车此时正以速度为36km/h前进,则拱桥对汽车的支持力是多大?
(3)汽车以多大速度通过拱桥顶部时,汽车对拱桥的压力恰好为零?
德优题库
共享时间:2022-04-20 难度:1 相似度:1.33
160727. (2016•华清中学•四模) 德优题库如图所示,一个质量为M=50kg的运动员和质量为m=10kg的木箱静止在光滑水平面上,从某时刻开始,运动员以v0=3m/s的速度向墙方向推出箱子,箱子与右侧墙壁发生完全弹性碰撞后返回,当运动员接刭箱子后,再次重复上述过程,每次运动员均以v0=3m/s的速度向墙方向推出箱子。求:
①运动员第一次接到木箱后的速度大小;
②运动员最多能够推出木箱几次?
共享时间:2016-04-18 难度:1 相似度:1.33
160706. (2016•华清中学•五模) 德优题库如图所示,质量M=8kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端施加一F=8N的水平恒力,当小车向右运动的速度达到1.5m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,小车足够长,取g=10m/s2,求:
(1)小物块放上小车后到小物块与小车速度相同经过的时间;
(2)小物块放上小车后经过t=1.5s,小物块通过的位移大小(相对于地面).
共享时间:2016-05-09 难度:1 相似度:1.33
206230. (2024•西安中学•九模) 德优题库由螺杆A和螺母B组成的机械组件因为生锈很难被分离。如图所示为装置剖面示意图,现设想通过如下操作将其分开:将此组件竖直立于地面,在螺杆A顶端的T形螺帽与螺母B之间的空隙处装入适量火药并点燃,利用火药爆炸瞬间所释放的一部分化学能转化为系统的机械能E,使其被顺利“炸开”。已知螺杆A的质量m1=0.2kg,螺母B的质量为m2=0.4kg,火药爆炸所转化的机械能E=5.4J,B与A的竖直直杆间滑动摩擦力大小恒为f=12N,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)火药爆炸瞬间螺杆A和螺母B速度的大小;
(2)火药爆炸后瞬间螺杆A和螺母B加速度的大小与方向;
(3)忽略空隙及螺母B的厚度影响,要使A与B能顺利分开,螺杆A的竖直直杆的最大长度L。
共享时间:2024-06-29 难度:4 相似度:1.17
206672. (2022•西安中学•三模) 德优题库如图1所示,装置的左边是高度为3m的弧形轨道,轨道末端水平,右边接有逆时针转动速度大小为3m/s且足够长的水平传送带,二者等高并能平滑对接。质量m=1kg的小物块A(可看作质点),置于弧形轨道右端水平处,质量M=2kg的小物块B(可看作质点),从轨道h=2m高处由静止滑下,A、B发生对心碰撞,已知碰撞后瞬间物块B的速度3m/s,碰后1s时间内物块A的v-t图线如图2所示,并且在碰后2s二者再次相碰。重力加速度大小g=10m/s2.求:
(1)第一次碰撞前物块B的速度,物块B从开始下滑到第一次碰撞结束后系统损失了多少机械能?
(2)第二次碰撞位置与第一次位置间的距离及第二次碰撞前物块A、B的速度;
(3)第一次碰撞后到第二次碰撞前,物块与传送带间产生的热量。
共享时间:2022-04-15 难度:2 相似度:0.83
160544. (2016•西安中学•三模) 德优题库如图所示,质量为M的楔形物块上有圆弧轨道,静止在水平面上.质量为m的小球以速度v1向物块运动.不计一切摩擦,圆弧小于90°且足够长.求小球能上升到的最大高度H和物块的最终速度v.
共享时间:2016-04-03 难度:2 相似度:0.83
160579. (2016•西安中学•四模) .小球A通过长为h的细线悬挂在离地面高度也是h的O点,现在把小球A移动到水平位置并把细线伸直由静止释放,同时在O点正下方A的原位置放置一个质量为小球质量5倍的滑块B.滑块和地面之间动摩擦因数为μ,小球A与滑块发生正碰后反弹高度为,不计空气阻力,重力加速度为g,求B在水平面运动的时间.

共享时间:2016-04-28 难度:2 相似度:0.83
160597. (2016•西安一中•模拟) 德优题库如图所示,质量分别为1kg、3kg的滑块A、B位于光滑水平面上,现使滑块A以4m/s的速度向右运动,与左侧连有轻弹簧的滑块B发生碰撞.在二者在发生碰撞的过程中,求:
(1)弹簧的最大弹性势能;
(2)滑块B的最大速度.
共享时间:2016-03-05 难度:2 相似度:0.83
160663. (2016•西工大附中•八模) .如图,在光滑水平面上,有A、B、C三个物体,开始BC皆静止且C在B上,A物体以v0=10m/s撞向B物体,已知碰撞时间极短,撞完后A静止不动,而B、C最终的共同速度为4m/s,已知B、C两物体的质量分别为mB=4kg、mC=1kg,试求:
(1)A物体的质量为多少?
(2)A、B间的碰撞是否造成了机械能损失?如果造成了机械能损失,则损失是多少?

共享时间:2016-06-12 难度:2 相似度:0.83
160860. (2015•西安中学•四模) 如图所示,在光滑的水平面上,质量为4m、长为L的木板右端紧靠竖直墙壁,与墙壁不粘连;质量为m的小滑块(可视为质点)以水平速度v0滑到木板左端,滑到木板右端时速度恰好为零;现小滑块以水平速度v滑上木板左端,滑到木板右端时与竖直墙壁发生弹性碰撞,以原速率弹回,刚好能够滑到木板左端而不从木板上落下,求的值.
共享时间:2015-04-19 难度:2 相似度:0.83

dygzwlyn

2023-02-20

高中物理 | 高二上 | 解答题

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2020*西工大*期末
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