39、(2009广东)如图所示,水平地面上静止放置着物块和
相距
,物快
以速度
沿水平方向与
正碰,碰撞后
和
牢固粘在一起向右运动,并再与
发生正碰,碰后瞬间
的速度
,已知
和
的质量均为
。
的质量为
质量的
倍,物块与地面的动摩擦因数
(设碰撞时间很短,
)
(1)计算与碰撞前瞬间
的速度
(2)根据与
的碰撞过程分析
的取值范围,并讨论与
碰撞后
的可能运动方向。
40(2009山东)如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块、
、
。质量分别为
,
,
、
用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧滑块不栓接)。开始时
、
以共同速度
运动,
静止。某时刻细绳突然断开,
、
被弹开,然后
又与
发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同。求
与
碰撞前
的速度。
38、(2009北京)如图
所示,
为一固定在竖直平面内的光滑轨道,
段水平,
段与
段平滑连接。质量为
的小球从高为
处由静止开始沿轨道下
滑,与静止在轨道段上质量为
的小球发生碰
撞,碰撞前后两球的运动方向处于同一水平线上,且
在碰撞过程中无机械能损失。
求:(1)碰撞后小球的速度大小
;
(2)碰撞过程中的能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。为了探究这一规律,我们采用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的简化力学模型。如图2所示,在固定光滑水平轨道上,质量分别为、
……的若干个球沿直线静止相间排列,给第
个球初动能
,从而引起各球的依次碰撞。定义其中第
个球经过依次碰撞后获得的动能
与
之比为第
个球对第
个球的动能传递系数
。
.求
.若
,
,
为确定的已知量。求
为何值时,
值最大
37、(2009全国1)如图所示,倾角为的斜面上静止放置三个质量均为
的木箱,相邻两木箱的距离均为
。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
,重力加速度为
.
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) 在第一次碰撞中损失的机械能。
36、(2009安徽)过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道盒和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,、
、
分别是三个圆形轨道的最低点,
、
间距与
、
间距相等,半径
、
。一个质量为
的小球(视为质点),从轨道的左侧
点以
的初速度沿轨道向右运动,
、
间距
。小球与水平轨道间的动摩擦因数
,圆形轨道式光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度
,计算结果保留小数点后一位数字。试求
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点是,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道,、
间距
应是多少;
(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径应满足的条件;小球最终停留点与起点
的距离。
35、(2008重庆)图中有一个竖直固定在地面的透气圆筒,筒中有 一劲度为的轻弹
簧,其下端固定,上端连接一质量为
的薄滑块,圆筒内壁涂有一层新型智能材料--
流体,它对滑块的阻力可调.起初,滑块静止,
流体对其阻力为
,弹簧的长度为
,现有一质量也为
的物体从距地面
处自由落下,与滑块碰撞后粘在一起向下运动.为保证滑块做匀减速运动,且下移距离为
时速度减为
,
流体对滑块的阻力须随滑块下移而变.试求(忽略空气阻力):
(1)下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能;
(2)滑块向下运动过程中加速度的大小;
(3)滑块下移距离时
流体对滑块阻力的大小.
34、(2008天津)光滑水平面上放着质量的物块
与质量
的物块
,
与
均可视为质点,
靠在竖直墙壁上,
、
间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与
、
均不拴接),用手挡住
不动,此时弹簧弹性势能
。在
、
间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图所示。放手后
向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后
冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径
,
恰能到达最高点
。
,求
(1)绳拉断后瞬间
的速度
的大小;
(2)绳拉断过程绳对的冲量
的大小;
(3)绳拉断过程绳对所做的功
。
33、(2008广东)如图所示,固定的凹槽水平表面光滑,其内放置形滑板
,滑板两端为半径
的
圆弧而,
和
分别是圆弧的端点,
段表面粗糙,其余段表面光滑,小滑块
和
的质量均为
,滑板的质量
.
和
与
面的动摩擦因数分别为
和
,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,开始时滑板紧靠槽的左端,
静止在粗糙面的
点,
以
的初速度从
点沿弧面自由滑下,与
发生弹性碰撞后,
处在粗糙面
点上,当
滑到
点时,滑板恰好与槽的右端碰撞并与槽牢固粘连,
继续滑动,到达
点时速度为零,
与
视为质点,取
.问:
(1)在
段向右滑动时,滑板的加速度为多大?
(2)长度为多少?
、
和
最终静止后,
与
间的距离为多少?
32、(2008广东)如图()所示,在光滑绝缘水平面的
区域内存在水平向右的电场,电场强度
随时间的变化如图(
)所示.不带电的绝缘小球
静止在
点.
时,带正电的小球
以速度
从
点进入
区域,随后与
发生正碰后反弹,反弹速度大小是碰前的
倍,
的质量为
,带电量为
,
的质量
,
、
间距为
,
、
间距
.已知
.
(1)求碰撞后小球向左运动的最大距离及所需时间.
(2)讨论两球能否在区间内再次发生碰撞.
31、(2008北京)有两个完全相同的小滑块A和B,A沿光滑水平面以速度与静止在平面边缘O点的B发生正碰,碰撞中无机械能损失。碰后B运动的轨迹为OD曲线,如图所示。
(1)已知滑块质量为m,碰撞时间为,求碰撞过程中A对B平均冲力的大小。
(2)为了研究物体从光滑抛物线轨道顶端无初速下滑的运动,特制做一个与B平抛轨道完全相同的光滑轨道,并将该轨道固定在与OD曲线重合
的位置,让A沿该轨道无初速下滑(经分析,A下滑过
程中不会脱离轨道)。
分析A沿轨道下滑到任意一点的动量
与B平抛经过该点的动量
的大小关系;
在OD曲线上有一M点,O和M两点连线与竖直方向的夹角为45°。求A通过M点时的水平分速度和竖直分速度。
30、(2008全国2)如图,一质量为
的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为
。一质量为
的子弹以水平速度
射入物块后,以水平速度
/2射出。重力加速度为
。求
(1)此过程中系统损失的机械能;
(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离。
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