10、(2009年全国卷Ⅰ)25.如图所示,倾角为θ的斜面上静止放置三个质量均为m的木箱,相邻两木箱的距离均为l。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑,逐一与其它木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变,最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。已知木箱与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。设碰撞时间极短,求:
(1)工人的推力;
(2)三个木箱匀速运动的速度;
(3)在第一次碰撞后损失的机械能。
答案(1)(2)(3)
[解析](1)当匀速时,把三个物体看作一个整体受重力、推力F、摩擦力f和支持力.
根据平衡的知识有
(2)第一个木箱与第二个木箱碰撞之前的速度为V1,
加速度
根据运动学公式或动能定理有,
碰撞后的速度为V2根据动量守恒有,即碰撞后的速度为,然后一起去碰撞第三个木箱,设碰撞前的速度为V3
从V2到V3的加速度为,
根据运动学公式有,得,
跟第三个木箱碰撞根据动量守恒有,得就是匀速的速度.
(3)设第一次碰撞中的能量损失为,根据能量守恒有,带入数据得.
9、(2009年上海物理)5.小球由地面竖直上抛,www.ks5u.com上升的最大高度为H,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面。在上升至离地高度h处,小球的动能是势能的两倍,在下落至离高度h处,小球的势能是动能的两倍,则h等于( )
(A)H/9 (B)2H/9 (C)3H/9 (D)4H/9
[答案]D。
[解析]小球上升至最高点过程: ①;小球上升至离地高度h处过程: ②,又 ③;小球上升至最高点后又下降至离地高度h处过程: ④,又 ⑤;以上各式联立解得,答案D正确。
8、(2009年山东卷)22.图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为30°,质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道端时,自动装货装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下,与轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程。下列选项正确的是( )
A.m=M
B.m=2M
C.木箱不与弹簧接触时,上滑的加速度大于下滑的加速度
D.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
答案:BC
考点: 能量守恒定律,机械能守恒定律,牛顿第二定律,受力分析
解析:受力分析可知,下滑时加速度为,上滑时加速度为,所以C正确。设下滑的距离为l,根据能量守恒有,得m=2M。也可以根据除了重力、弹性力做功以外,还有其他力(非重力、弹性力)做的功之和等于系统机械能的变化量,B正确。在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能,所以D不正确。
7、(2009年宁夏卷)17.质量为m的物体静止在光滑水平面上,从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示,力的方向保持不变,则
A.时刻的瞬时功率为
B.时刻的瞬时功率为
C.在到这段时间内,水平力的平均功率为
D.在到这段时间内,水平力的平均功率为
答案BD。
[解析]0-2t0 内物体的加速度为,2t0 时刻的速度为,在3t0时刻的瞬时速度,则时刻的瞬时功率为,A错误;B正确;在到这段时间内,由动能定理可得,则这段时间内的平均功率,D正确。
6、(2009年海南卷)7.一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动,合外力方向不变,大小随时间的变化如图所示。设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2,速度分别是v1和v2,合外力从开始至t0时刻做的功是W1,从t0至2t0时刻做的功是W2,则
A. B.
C. D.
答案:AC
解析:根据F-t图像面积意义和动量定理有m=F0t0,m= F0t0+2F0t0,则;应用位移公式知=、=+,则,B错、A对;在第一个t0内对物体用动能定理有=、在第二个t0内对物体应用动能定理有=,则,D错、C对。
5、(2009年广东理科基础)9.物体在合外力作用下做直线运动的v一t图象如图4所示。下列表述正确的是
A.在0—1s内,合外力做正功
B.在0—2s内,合外力总是做负功
C.在1—2s内,合外力不做功
D.在0—3s内,合外力总是做正功
答案.A
[解析]根据物体的速度图象可知,物体0-1s内做匀加速合外力做正功,A正确.1-3s内做匀减速合外力做负功。根据动能定理0到3s内,1—2s内合外力做功为零。
4、(2009年广东理科基础)8.游乐场中的一种滑梯如图3所示。小朋友从轨道顶端由静止开始下滑,沿水平轨道滑动了一段距离后停下来,则
A.下滑过程中支持力对小朋友做功
B.下滑过程中小朋友的重力势能增加
C.整个运动过程中小朋友的机械能守恒
D.在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功
答案.D
[解析]在滑动的过程中,人受三个力重力做正功,势能降低B错,支持力不做功,摩擦力做负功,所以机械能不守恒,AC皆错。D正确。
3、(2009年福建卷)29.(2)一炮艇总质量为M,以速度v0匀速行驶,从船上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹,发射炮弹后艇的速度为v/,若不计水的阻力,则下列各关系式中正确的是 。(填选项前的编号)
① ②
③ ④
答案:①
[解析]动量守恒定律必须相对于同量参考系。本题中的各个速度都是相对于地面的,不需要转换。发射炮弹前系统的总动量为Mv0;发射炮弹后,炮弹的动量为mv0,船的动量为(M-m)v′所以动量守恒定律的表达式为,正确选项为①
3、(2009年全国卷Ⅱ)20.以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g,则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为
A、和 B、和
C、和 D、和
答案A
[解析]上升的过程中,重力做负功,阻力做负功,由动能定理得,,求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零,只有阻力做功为,解得,A正确。
1、(2009年全国卷Ⅰ)21.质量为M的物块以速度V运动,与质量为m的静止物块发生正碰,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量之比M/m可能为
A.2 B.3 C.4 D.5
答案AB
[解析]设碰撞后两者的动量都为P,根据动量守恒和能量守恒得,总动量为2P,根据,以及能量的关系得得,所以AB正确.
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