(12分)如图所示,质量的小车静止在光滑的水平面上,距车的右端处有一固定的竖直挡板P。现有质量为可视为质点的物块,以水平向右的速度从左端滑上小车,物块与车面间的动摩擦因数,小车与挡板碰撞将以原速率反弹,最终小物块刚好在车面右端与小车保持相对静止。整个过程物块与挡板不会碰撞,取。求:
(1)即将与挡板P相撞时小车的速度;
(2)小车长L;
(3)若小车右端与挡板P之间的距离可调,求出能让小物块刚好在车面右端保持相对静止d的所有可能取值。
(1) (2) (3) (n=1,2,3…)
解析试题分析:(1)小车与墙碰撞之前,设速度为
对小车据动能定理有:
解得:
若碰前达到共速,据动量守恒有:
因为
小车与墙碰撞之前速度为
(2)小车即将与挡板碰撞时设物体的速度为v2
v2=1m/s
小车与挡板碰后至小车与滑块再次相对静止的过程中,小车与滑块为系统动量守恒,设共速为v
解得:
因小车与挡板碰撞时无机械能损失,据能量转化与守恒有
解得
(3)若小车与挡板即将发生第n次碰撞之前,小车与物块的动量大小相等,则在小车与挡板第n次碰撞之后,据动量守恒可确定两者相对静止时,整体共同速度为零,系统末动能为零。这样的条件下物块相对小车静止在另外一端。
令小车运动的加速度,据牛顿第二定律有:
解得:
小车由静止开始匀加速至与挡板发生第一次碰撞之前,用时为
此时小车的速度
至小车即将与挡板发生第n次碰撞之前,用时
此时,物块速度为,
且
代入数据联解可得:
(n=1,2,3…)
考点: 动量守恒 能量守恒
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(9分)如图所示.质量M=2kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为MA=2kg的物体A(可视为质点)。一个质量为m=20g的子弹以500m/s的水平速度迅即射穿A后,速度变为100m/s,最后物体A静止在车上。若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5(g取10m/s2。)
(ⅰ)平板车最后的速度是多大?
(ⅱ)全过程损失的机械能为多少?
(ⅲ)A在平板车上滑行的时间为多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(10分)如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为m=1kg的相同小球A、B、C,现让A球以v0=2m/s的速度向着B球运动,A、B两球碰撞后粘在一起,两球继续向右运动并与C球碰撞,C球的最终速度vC=1m/s.问:
①A、B两球与C球相碰前的共同速度多大?
②两次碰撞过程中一共损失了多少动能?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
(8分)如图所示,一轻质弹簧两端连着物体A和B,放在光滑的水平面上,物体A被水平速度为v0的子弹射中并且嵌入其中。已知物体B的质量为m,物体A的质量是物体B的质量的3/4,子弹的质量是物体B的质量的1/4
①求弹簧压缩到最短时B的速度。
②弹簧的最大弹性势能。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
光滑水平轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为、,开始时B、C均静止,A以初速度向右运动,A与B相撞后分开,B又与C发生碰撞并粘在一起,此后A与B间的距离保持不变。求B与C碰撞前B的速度大小。
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
1928年,德国物理学家玻特用α粒子轰击轻金属铍时,发现有一种贯穿能力很强的中性射线.查德威克测出了它的速度不到光速的十分之一,否定了是γ射线的看法,他用这种射线与氢核和氮核分别发生碰撞,求出了这种中性粒子的质量,从而发现了中子.
①请写出α粒子轰击铍核()得到中子的方程式.
②若中子以速度v0与一质量为mN的静止氮核发生碰撞,测得中子反向弹回的速率为v1,氮核碰后的速率为v2,则中子的质量m等于多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
如图所示,A、B两个木块质量分别为2 kg与0.9 kg,A、B与水平地面间接触光滑,上表面粗糙,质量为0.1 kg的铁块以10 m/s的速度从A的左端向右滑动,最后铁块与B的共同速度大小为0.5 m/s,求:
①A的最终速度;
②铁块刚滑上B时的速度.
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
某同学用如图所示的(a)图装置来探究碰撞中的守恒量,图中PQ是斜槽,QR为水平槽,(b)图是多次实验中某球落到位于水平地面记录纸上得到10个落点痕迹,有关该实验的一些说法,不正确的有
A.入射球和被碰球必须是弹性好的,且要求两球的质量相等,大小相同 |
B.被碰球静止放在槽口,入射球必须每次从轨道的同一位置由静止释放 |
C.小球碰撞前后的速度不易测量,所以通过测小球“平抛运动的射程”间接地解决 |
D.图(b)可测出碰撞后某球的水平射程为64.7cm(或取64.2cm — 65.2cm之间某值) |
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题
下列说法正确的是 .(填写选项前的字母)
A.用透明的标准样板和单色光检查平面的平整度是利用了光的偏振 |
B.如果做振动的质点所受的合外力总是指向平衡位置,质点的运动就是简谐运动 |
C.变化的电场周围不一定产生变化的磁场 |
D.狭义相对论认为:在惯性参照系中,光速与光源、观察者间的相对运动无关 |
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