物理动量经典大题

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1、物理动量经典大题 - 1半径为R的圆桶固定在小车上，有一光滑小球静止在圆桶的最低点，如图38所示，小车以速度v向右匀速运动，当小车遇到障碍物突然停顿时，小球在圆桶中上升的高度可能是 22A等于v/2g B大于v/2g 2C小于v/2g D等于2R 图38 2矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成将其放在光滑的程度面上如图6-5所示质量为m的子弹以速度v程度射向滑块，假设射击上层，那么子弹刚好不穿出，假设射击下层那么子弹整个儿刚好嵌入那么上述两种情况相比拟 ( ) A两次子弹对滑块做的功一样多 B.两次滑块所受冲量一样大 C子弹嵌入下层过程中对滑块做功多 D.子弹击中上层过程中，系统产生的热

2、量多 3、(14分)用轻弹簧相连的质量均为2 kg的A、B两物块都以v6 ms的速度在光滑的程度地面上运动，弹簧处于原长，质量4 kg的物块C静止在前方，如图46所示.B与C碰撞(1)当弹簧的弹性势能最大时，物体A的速度多大? (2)弹性势能的最大值是多大? (3)A的速度有可能向左吗?为什么? 图46 3、解析： (1)当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大. (2分) 由于A、B、C三者组成的系统动量守恒，(mA+mB)v(mA+mB+mC)vA (1分) 图6-5 (2?2)?6解得 vA=2?2?4 m/s=3 m/s (2分) (2)B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰

3、后瞬间B、C两者速度为v2?6mBv=(mB+mC)v v=2?4=2 m/s设物A速度为vA时弹簧的弹性势能最大为Ep1112?22_根据能量守恒Ep=2(mB+mC)v? +2mAv2(mA+mB+mC) vA=12 J (3)A不可能向左运动 系统动量守恒，mAv+mBv=mAvA+(mB+mC)vB 设 A向左，vA0，vB4 m/s 那么作用后A、B、C (4分) (1分) 1分 111222E=2mAvA+2(mB+mC)vB2(mB+mC)vB=48 J (1分) 1?2E=Ep+2 (mA+mB+mC)vA =12+36=48 J 根据能量守恒定律，E?E是不可能的 (1分)

4、4. A、B两个矩形木块用轻弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k，木块A的质量为m，物块B的质量为2m。将它们竖直叠放在程度地面上，如下图。 1用力将木块A竖直向上提起，木块A向上提起多大高度时，木块B将分开C 程度地面? H 2假如将另一块质量为m的物块C从距A高H处自由落下，C与A相碰后，立即与A结合成一起，然后将弹簧压缩，此后向上弹起，最终能使木块B刚好A 分开地面。假如C的质量减为m/2，从某高度处自由落下后仍与A结为一体，B 且使B不分开程度地面，它自由落下的位置距A不能超过多少？ 18、3mg/k 3H-9mg/k 5、如图72所示，光滑程度面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，两

5、车之间通过一感应开关相连当滑块滑过感应开关时，两车自动别离。其中甲车上外表光滑，乙车上外表与滑块P之间的动摩擦因数=0.5。一根通过细线拴着而被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m=1kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧储存的弹性势能E0=10J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止。现剪断细线，求： 滑块P滑上乙车前的瞬时速度的大小； 滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，P在乙车上滑行的间隔 为多大？ P 乙 甲 图72 6、解析： 设滑块P滑上乙车前的速度为v，对整体应用动量守恒和能量关系有： mv2MV = 03分 E0 =mv2?2MV2 3分 解之得v =

6、4m/s 1分 设滑块P和小车乙到达的共同速度v，对滑块P和小车乙有： 1212mvMV = (mM)v3分 mgL=mv2MV2(m?M)v?2 3分 代入数据解之得：L= 1212125m 1分 3715分在竖直面内有一半径R0.18m的3/4光滑圆弧轨道，左边C点与圆心处于同一程度线上。两质量均为m0.2kg的小球A、短弹簧，开场弹簧处于锁定状态。现把弹簧点由静止释放，到达轨道最低点时解除弹簧球立即脱离此后小球B恰能运动到轨道的10m/s、3.6?1.9求 1弹簧解除锁定后B球在轨道最低点大小 2处于锁定状态时弹簧的弹性势能 7解： 2vB(1)B球在圆弧最高点时有 mg?m 2分 R2

7、B之间夹有一轻质及A、B两球从C锁定，弹簧与两C R A B 最高点。取g受到轨道支持力1212 从最低点到最高点，由机械能守恒 mv2 2分 ?mg2R?mvB22解得：v2?3m/s 12N 2分 (2)从释放到最低点，对A、B系统 2mgR?弹簧弹开由机械能守恒、动量守恒有 2mv?mv1?mv2 2分 12mv2 2分 211212Ep?2mv2?mv1?mv2 3分 222解得 Ep?0.244 2分 8、如下图，甲、乙两车静止于光滑程度面上，人静止站立在甲车上，乙车装满砂，甲车和人的总质量等于乙车和砂的总质量，均为M，两车高度差为h，甲车右端与乙车中点相距s，在甲车右端另外放一质量

8、为m且与甲车无摩擦的物体，假设人将物体向右踢出，使物体恰好落在乙车的中点，不计物体陷入砂中的深度，且人相对于甲车始终静止.求： 1乙车的最终速度. 2人做了多少功？ 8、10分解：1设m 分开甲车的速度为v，甲度为v甲，乙车最终速度为v乙, 那么： h甲乙车速12ggt 解得 v?s22hS?vth?m与乙车的系统在程度方向动量守恒 mv?(M?m)v乙 v乙?3分 Smsg M?m2h 3分 2对甲车和物体m，根据动量守恒 Mvv甲?m ?v甲?mg sM2h112Mv甲?mv2 22mgS2m(1?) ?4hM ?人做的总功为w?4分 915分如下图，长L=12m，右端有一弹簧夹的木板，质

9、量M=5，放在程度面上，木板与地面间的动摩擦系数为0.1，质量m=5的电动小车可视为质点位于木板的左端。小车启动后以4m/s2的加速度匀加速地向木板右端驶去，当小车撞击弹簧夹后被立即切断电，且被弹簧夹子卡住。g取10m/s2，试求： 1小车从启动到被卡住所经历的时间 2小车从启动到最终木板静止，木板的总位移 915分解：1小车受到向前的合力F=ma1=54=20N 那么木板受到小车向左的反作用力：F/=20N 2分 对木板，由牛顿第二定律得：F/-M+mg = Ma2 代入数据得木板向左的加速度： a2=2m/s2 2分 设经t时间小车撞到弹簧夹子卡住，那么有： 121a1t?a2t2?L 代

10、入数据解得：t=2s 2分 222撞夹子前，两者的速度分别为： V1= a1t=42=8m/s 方向向右 V2=a2t=22=4m/s 方向向左 2分 由动量守恒：m V1-M V2=(m+M)V 代入数据得碰后共同速度V=2m/s 方向向右 2分 两者一起共同加速度大小a=g=0.110=1 m/s2 V24-2m 2分 共同向右的位移S2=2a2小车撞前，板向左的位移S1=11a2t2-2?4?4m 1分 22 整个过程，木板向左的位移S=S1-S2=2m 2分 10如下图为三块质量均为m，长度均为L的木块。木块1和木块2重叠放置在光滑的程度桌面上，木块3沿光滑程度桌面运动并与叠放在下面的

11、木块2发生碰撞后粘合在一起，假如要求碰后原来叠放在上面的木块1完全移到木块3上，并且不会从木块3上掉下，木块3碰撞前的动能应满足什么条件？设木块之间的动摩擦因数为?。 【分析p 与解答】：设第3块木块的初速度为V0,对V0 于3、2两木块的系统，设碰撞后的速度为V1，据动量3 1 守恒定律得：mV0=2mV1 对于3、2整体与1组成的系统，设共同速度为V2，那么据动量守恒定律得： 2 2mV1=3mV2 (1)第1块木块恰好运动到第3块上，首尾相齐，那么据能量守恒有： ?mgL?1 2 113 .2m.V12?.3m.V23 22123联立方程得：Ek3=6mgL 4 由(2)第1块运动到第3

12、块木块上，恰好不掉下，据能量守恒定律得： 5 ?mg(1.5L)?.2m.V12?.3m.V23 125联立方程得：Ek3=9mgL 由1212故：6?mgL?Ek3?9?mgL 11如下图，质量为M=2kg的足够长的小平板车静止在光滑程度面上，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的程度速度迅即射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A静止在车上。假设物体A与小车间的动摩擦因数=0.5。g取10m / s 平板车最后的速度是多大？ 全过程损失的机械能为多少？ A在平板车上滑行的间隔 为多少？ 11、解：研究子弹、物体打击过程，动量守恒

13、有：mv0=mv+ MA v 代入数据得v?m(v0?v?)?4m/s MA2同理分析p M和MA系统自子弹穿出后直至相对静止有： MA v =M+MAv车 代入数据得平板车最后速度为：v车?MAv?2m/s M?MA注意：也可全过程研究三者组成的系统，根据动量守恒求平板车最后的速度。 根据能量转化和守恒得：系统损失的动能即为全程损失的机械能 所以E损=EkmEkm+EKM+EKMA= 2392J 同理，经分析p 可知，物体和平板车损失的机械能全转化为系统发热，假设A在平板车上滑行间隔 为s 2那么有Q=MA gs=MAv2?(M?MA)v车 1212所以代入数据得 s=0.8m 12联考12分如图34，一光滑程度桌面AB与一半径为R的光滑半圆形轨道相切于C点，且两者固定不动。一长L为0.8 m的细绳，m1 L o 一端固定于O点，另一端系一个质量m1为0.2 kg的球。当球在竖直方向静止时，球对程度桌面的作用力刚好为零。现将球提起使细绳处于程度位置时无初速释放。当球m1摆至最低点时，恰与放在桌面上的质量m2为0.8kg的小铁球正碰，碰后m1小球以2 m/s的速度弹回，D m2将沿半圆形轨道运动，恰好能通过最高点m2 A C B 图34 第 11 页 共 11 页