16、设小物体的质量为m,经A处时的速度为V,由A到D经历的时间为t,有
mV02=mV2+2mgR, ①
2R=gt2, ②
s=Vt。 ③
由①②③式并代入数据得:s=1 m 。 ④
21、(2006重庆)如图所示,半径为的光滑圆形轨道固定在竖直面内。小球、质量分别为、(为待定系数)。球从左边与圆心等高处由静止开始沿轨道下滑,与静止于轨道最低点的球相撞,碰撞后、球能达到的最大高度均为,碰撞中无机械能损失。重力加速度为。试求:
(1)待定系数;
(2)第一次碰撞刚结束时小球、各自的速度和球对轨道的压力;
(3)小球、在轨道最低处第二次碰撞刚结束时各自的速度,并讨论
小球、在轨道最低处第次碰撞刚结束时各自的速度。
20、(2006天津)如图所示,坡道顶端距水平面
高度为,质量为的小物块从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线处的墙上,另一端与质量为的挡板相连,弹簧处于原长时,恰位于滑道的末端点。与碰撞时间极短,碰后结合在一起共同压缩弹簧,已知在段、与水平面间的动摩擦因数均为,其余各处的摩擦不计,重力加速度为,
求:
(1)物块在与挡板碰撞前瞬间速度的大小;
(2)弹簧最大压缩量为时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零)。
19、(2006北京)下图是简化后的跳台滑雪的雪道示意图。整个雪道由倾斜的助滑雪道和着陆雪道,以及水平的起跳平台组成,与圆滑连接。运动员从助滑雪道上由静止开始,在重力作用下,滑到点水平飞出,不计飞行中的空气阻力,经在水平方向飞行了,落在着陆雪道上。已知从点到点运动员的速度大小不变。(g取)求
(1)运动员在段下滑到点的速度大小;
(2)若不计阻力,运动员在段下滑过程中下降的高
度;
(3)若运动员的质量为,在段下降的实际高
度是,此过程中他克服阻力所做的功。
18、(2006四川)如图所示,在足够大的空间范围内,同时存在着竖直向上的匀强电场和垂直纸面向里的水平匀强磁场,磁感应强度。小球带正电,其电量与质量之比,所受重力与电场力的大小相等;小球不带电,静止放置于固定的水平悬空支架上。小球向右以的水平速度与小球正碰,碰后经过再次相碰。设碰撞前后两小球带电情况不发生改变,且始终保持在同一竖直平面内。(取)
问:(1)电场强度的大小是多少?
(2)两小球的质量之比是多少?
17、(2006江苏)如图所示,质量均为m的A、B两个弹性小球,用长为的不可伸长的轻绳连接。现把A、B两球置于距地面高H处(H足够大),间距为l,当A球自由下落的同时,B球以速度指向A球水平抛出。求:
(1)两球从开始运动到相碰,A球下落的高度。
(2)A、B两球碰撞(碰撞时无机械能损失)后,各自速度的水平分量。
(3)轻绳拉直过程中,B球受到绳子拉力的冲量大小。
16、(2006全国2)如图所示,一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道,其半径,轨道在处与水平地面相切。在处放一小物块,给它一水平向左的初速度,结果它沿运动,通过点,
最后落在水平面上的点,求、间的距离。
取重力加速度。
15、(1)设水平向右为正方向,有:I= ①
代入数据得:v=3.0m/s ②
(2)设A对B、B对A、C对A的滑动摩擦力的大小分别为、、,B在A上滑行的时间为t,B离开A时A和B的速度分别为和,有
③ , ④
其中= , ⑤
设A、B相对于C的位移大小分别为s和s,
有: ⑥ , s= ⑦
动量和动能之间的关系为: ⑧
⑨
木板A的长度 L=s-s ⑩ , 代入数据得:L=0.50m
2006
14、(1)设小球A、C第一次相碰时,小球B的速度为,考虑到对称性及绳的不可
伸长特性,小球A、C沿小球B初速度方向的速度也为,由动量守恒定律,得
由此解得
(2)当三个小球再次处在同一直线上时,则由动量守恒定律和机械能守恒定律,得
,
解得 (三球再次处于同一直线)
,(初始状态,舍去)
所以,三个小球再次处在同一直线上时,小球B的速度为(负号表明与初速度反向)
(3)当小球A的动能最大时,小球B的速度为零。设此时小球A、C的速度大小为,两根绳间的夹角为θ(如图),则仍由动量守恒定律和机械能守恒定律,得
另外,
由此可解得,小球A的最大动能为,此时两根绳间夹角为
(4)小球A、C均以半径L绕小球B做圆周运动,当三个小球处在同一直线上时,以小球B为参考系(小球B的加速度为0,为惯性参考系),小球A(C)相对于小球B的速度均为所以,此时绳中拉力大小为:
13、设A、C之间的滑动摩擦力大小为f1,A与水平地面之间的滑动摩擦力大小为f2
μ1=0.22,μ2=0.10 , F=mg<f1=μ12mg ① ,
且F=mg>f2=μ2(2m+m)g ②
一开始A和C保持相对静止,在F的作用下向右加速运动,有
(F-f2)s= ③
A、 B两木块的碰撞瞬间,内力的冲量远大于外力的冲量,
由动量守恒定律得: mv1=(m+m)v2 ④
碰撞结束后到三个物体达到共同速度的相互作用过程中,设木块向前移动的位移为s1,选三个物体构成的整体为研究对象,外力之和为零,
则:2mv1+(m+m)v2=(2m+m+m)v3 ⑤
f1s1-f3s1= ⑥
f3=μ2(2m+m+m)g ⑦
对C物体,由动能定理: ⑧
由以上各式,再代入数据可得:l=0.3m ⑨
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