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12.如图,水平面上有一质量m=10kg 的小车,其右端固定一水平轻质弹簧,弹簧左端连接一质量m0=10kg 的小物块,小物块与小车一起以v0=6m/s 的速度向右运动,与静止在水平面上质量M=40kg 的木箱发生正碰,碰后木箱的速度为v=2m/s,碰撞时间极短,弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦阻力.求:
(1)小车与木箱碰撞后瞬间小车的速度v1
(2)从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中,弹簧弹力对小车的冲量大小及弹簧弹性势能的最大值.

分析 (1)小车与木箱碰撞过程满足动量守恒定律,由动量守恒定律求小车与木箱碰撞后瞬间小车的速度v1
(2)弹簧被压缩至最短时,小物块与小车的速度相同.根据动量守恒定律求出共同速度.对小车,运用动量定理求弹簧弹力对小车的冲量大小,由能量守恒定律求弹.簧弹性势能的最大值.

解答 解;(1)小车与木箱碰撞过程,取向右为正方向,由动量守恒定律有
  mv0=Mv+mv1
解得:v1=-2 m/s,负号表示碰撞后小车向左运动          
(2)当弹簧被压缩到最短时,设小车的速度大小为v2,根据动量守恒定律有:
  m0v0+mv1=(m0+mv2
解得:v2=2 m/s                                       
设碰撞后到弹簧最短的过程,弹簧弹力对小车的冲量大小为I,根据动量定理有:
              I=mv2-mv1
解得:I=40N•s                                       
弹性势能的最大值:$\frac{1}{2}$mm0v02+$\frac{1}{2}$mv12=$\frac{1}{2}$(m0+mv22+Epm        
解得:Epm =160J
答:
(1)小车与木箱碰撞后瞬间小车的速度v1大小为2 m/s,方向向左.
(2)从碰后瞬间到弹簧被压缩至最短的过程中,弹簧弹力对小车的冲量大小是40N•s,弹簧弹性势能的最大值是160J.

点评 本题在整个运动的过程中,系统的动量守恒,对于不同的过程,根据动量守恒定律和能量守恒定律计算即可,注意要规定正方向.

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3.如图,A为静止于地球赤道上的物体、B为近地卫星、C为地球同步卫星,地球表面的重力加速度为g,关于它们运行线速度v、角速度ω、周期T和加速度a的比较正确的是(  )
A.TA=TC>TBB.vA>vB>vCC.aB=g>aC>aAD.ωA>ωB>ωC

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20.如图所示,a,b为两束不同频率的单色光,以45°的入射角到玻璃砖的上表面,直线OO′与玻璃砖垂直且与其上表面交于N点,入射点A、B到N点的距离相等,经玻璃砖上表面折射后两束光相交于图中的P点.下列说法正确的是(  )
A.a光在玻璃砖中的折射率大于b光在玻璃砖中的折射率
B.在玻璃中,a光的传播速度大于b光的传播速度
C.增大入射角(入射角始终小于90°),则a光在玻璃砖的下表面先发生全反射
D.对同一双缝干涉装置,a光的干涉条纹比b光的干涉条纹间距大

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

7.某同学为了测定某电源的电动势E和内阻r以及一段电阻丝的电阻率ρ,设计了如图(a)所示的电路.ab是一段电阻率较大的粗细均匀的电阻丝,R0是阻值为2Ω的保护电阻,滑动片P与电阻丝接触始终良好.实验时闭合电键,调节P的位置,将aP长度x和对应的电压U、电流I数据记录如下表:
x(m)0.100.200.300.400.500.60
U(V)1.501.721.952.002.102.18
I(A)0.490.430.380.330.310.28
U/I(Ω)3.064.005.136.066.777.79

(1)该同学根据实验数据绘制了如图(b)所示的U-I图象,可得电源的电动势E=3.0V;内阻 r=1Ω.
(2)请你根据表中数据在图(c)上描点连线作$\frac{U}{I}$和x关系图线.
(3)已知金属丝的横截面积s=0.12×10-6m2,利用图(c)图线,可以求得电阻丝的电阻率ρ为1.2×10-6Ω(保留两位有效数字);根据图(c)图线还可以得到的信息是电流表的内阻为2.0Ω.

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17.甲、乙两船分别在同一条水流速恒定的河流中行驶,甲船从上游A地向下顺水匀速行驶,乙船则同时从下游B地向上逆水匀速行驶,两船出发后4小时在AB中点第一次相遇.甲船到B地、乙船到A地均立即掉头返回,两船在距第一次相遇点30km处第二次相遇.已知两船行驶的静水速度保持恒定.求:
(1)水流速度(单位:km/h)
(2)该河流的河岸宽度为2km,当甲船以静水速度v1=7.5km/h,乙船以静水速度v2=15km/h分别垂直横渡到正对岸,甲船渡河所需的时间是多少?乙船的船头与上游河岸的夹角需多大?(可用三角函数表达)

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4.某兴趣小组利用图甲所示实验装置,验证“合外力做功和动能变化的关系”.小车及车中砝码的质量为M,沙桶和沙的质量为m,小车的速度可由小车后面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到.
(1)在实验中,下列说法正确的有AD
A.将木板的右端垫起,以平衡小车的摩擦力
B.每次改变小车的质量时,都要重新平衡摩擦力
C.用直尺测量细线的长度作为沙桶下落的高度
D.在小车运动过程中,对于M、m组成的系统,m的重力做正功
(2)图乙是某次实验时得到的一条纸带,O点为静止开始释放沙桶纸带上打的第一个点,速度为0.相邻两个计数点之间的时间间隔为T,根据此纸带可得出小车通过计数点E时的速度vE=$\frac{{s}_{6}-{s}_{4}}{2T}$.
(3)若用O、E两点来研究合外力做功和动能变化的关系,需要验证的关系式为$mg{s}_{5}=\frac{1}{8{T}^{2}}(M+m)({s}_{6}-{s}_{4})^{2}$(用所测物理量的符号表示).

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A.2$\sqrt{5}$m/sB.2$\sqrt{15}$m/sC.4$\sqrt{5}$m/sD.$\frac{4}{3}$$\sqrt{15}$m/s

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2.通过观察冥王星的卫星,可以推算出冥王星的质量.假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动,除了引力常量外,至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量.这两个物理量可以是(  )
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