8.(2011年高考·海南理综卷)一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上,其截面如图所示。图中ab为粗糙的水平面,长度为L;bc为一光滑斜面,斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接。现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动,在斜面上上升的最大高度为h,返回后在到达a点前与物体P相对静止。重力加速度为g。求
(i)木块在ab段受到的摩擦力f;
(ii)木块最后距a点的距离s。
7.解析:(1)粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动,竖直方向分运动为自由落体运动,有
①
解得 ②
(2)设球A的质量为m,碰撞前速度大小为v1,把球A冲进轨道最低点时的重力势能定为0,由机械能守恒定律知 ③
设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2,由动量守恒定律知 ④
飞出轨道后做平抛运动,水平方向分运动为匀速直线运动,有 ⑤
综合②③④⑤式得
7.(2011年高考·天津理综卷)如图所示,圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且与水平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A以某一速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距N为2 R。重力加速度为g,忽略圆管内径,空气阻力及各处摩擦均不计,求
⑴粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t;
⑵小球A冲进轨道时速度v的大小。
6.解析:(1)货车刹车时的初速是v0=15vm/s ,末速是0,加速度分别是2.5m/s2和5m/s2,根据位移推论式得 代入数据解得:超载m;不超载m。
(2)货车与轿车相撞时的速度为m/s
相撞时动量守恒,有 得 m/s
对轿车根据动量定理有 解得 N
6.(2011年高考·四川理综卷)随着机动车数量的增加,交通安全问题日益凸显。分析交通违法事例,将警示我们遵守交通法规,珍惜生命。一货车严重超载后的总质量为49t,以54km/h的速率匀速行驶。发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,加速度的大小为2.5m/s2(不超载时则为5m/s2)。
⑴若前方无阻挡,问从刹车到停下来此货车在超载及不超载时分别前进多远?
⑵若超载货车刹车时正前方25m处停着总质量为1t的轿车,两车将发生碰撞,设相互作用0.1s后获得相同速度,问货车对轿车的平均冲力多大?
5.4v0 解析:设乙船上的人抛出货物的最小速度为,抛出货物后的速度为,甲船上的人接到货物后速度为,由动量守恒定律得: ①,②
为避免两船相撞应满足: ③,联立①②③式得:。
5.(2011年高考·山东理综卷)如图所示,甲、乙两船的总质量(包括船、人和货物)分别为10m、12m,两船沿同一直线同一方向运动,速度分别为2v0、v0。为避免两船相撞,乙船上的人将一质量为m的货物沿水平方向抛向甲船,甲船上的人将货物接住,求抛出货物的最小速度。(不计水的阻力)
4.守恒,不守恒 解析:本题考查动量守恒定律及机械能守恒定律。两球在光滑水平地面上,外力和为零,故系统的总动量守恒。由于绳子在瞬间绷紧,系统的动能将有一部分转化为热量,故机械能不守恒。
4.(2011年高考·上海卷)光滑水平面上两小球a、b用不可伸长的松弛细绳相连。开始时a球静止,b球以一定速度运动直至绳被拉紧,然后两球一起运动,在此过程中两球的总动量 (填“守恒”或“不守恒”);机械能 (填“守恒”或“不守恒”)。
3.A 解析:由碰撞中的动量守恒得mv = 2mvB-mvA,vA>0,则vB>0.5v,故小于0.5v的值不可能有,A正确。
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