1、已知集合,,全集,则等于( )
A、(0,2) B、(0,2] C、[0,2] D、[0,2)
25、(2009年重庆卷)24.探究某种笔的弹跳问题时,把笔分为轻质弹簧、内芯和外壳三部分,其中内芯和外壳质量分别为m和4m.笔的弹跳过程分为三个阶段:①把笔竖直倒立于水平硬桌面,下压外壳使其下端接触桌面(见题24图a);②由静止释放,外壳竖直上升至下端距桌面高度为h1时,与静止的内芯碰撞(见题24图b);③碰后,内芯与外壳以共同的速度一起上升到外壳下端距桌面最大高度为h2处(见题24图c)。设内芯与外壳的撞击力远大于笔所受重力、不计摩擦与空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小;
(2)从外壳离开桌面到碰撞前瞬间,弹簧做的功;
(3)从外壳下端离开桌面到上升至h2处,笔损失的机械能。
解析:设外壳上升高度h1时速度为V1,外壳与内芯碰撞后瞬间的共同速度大小为V2,
(1)对外壳和内芯,从撞后达到共同速度到上升至h2处,应用动能定理有
(4mg+m)( h2-h1)=(4m+m)V22,解得V2=;
(2)外壳和内芯,碰撞过程瞬间动量守恒,有4mV1=(4mg+m)V2,
解得V1=,
设从外壳离开桌面到碰撞前瞬间弹簧做功为W,在此过程中,对外壳应用动能定理有
W-4mgh1=(4m)V12,
解得W=mg;
(3)由于外壳和内芯达到共同速度后上升高度h2的过程,机械能守恒,只是在外壳和内芯碰撞过程有能量损失,损失的能量为=(4m)V12-(4m+m)V22,
联立解得=mg(h2-h1)。
24、(2009年重庆卷)23.2009年中国女子冰壶队首次获得了世界锦标赛冠军,这引起了人们对冰壶运动的关注。冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程:如题23图,运动员将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线推到A点放手,此后冰壶沿滑行,最后停于C点。已知冰面与各冰壶间的动摩擦因数为μ,冰壶质量为m,AC=L,=r,重力加速度为g ,
(1)求冰壶在A 点的速率;
(2)求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的冲量大小;
(3)若将段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为,原只能滑到C点的冰壶能停于点,求A点与B点之间的距离。
答案:(1)(2)m(3)L-4r
[解析](1)对冰壶,从A点放手到停止于C点,设在A点时的速度为V1,
应用动能定理有-μmgL=mV12,解得V1=;
(2)对冰壶,从O到A,设冰壶受到的冲量为I,
应用动量定理有I=mV1-0,解得I=m;
(3)设AB之间距离为S,对冰壶,从A到O′的过程,
应用动能定理,-μmgS-0.8μmg(L+r-S)=0-mV12,
解得S=L-4r。
23、(2009年浙江卷)24.某校物理兴趣小组决定举行遥控塞车比赛。比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,出B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟。已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功率ρ=1.5W工作,进入竖直圆轨道前受到的阻值为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不计。图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,S=1.50m。问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10 m/s2)
答案2.53s
[解析]本题考查平抛、圆周运动和功能关系。
设赛车越过壕沟需要的最小速度为v1,由平抛运动的规律
解得
设赛车恰好越过圆轨道,对应圆轨道最高点的速度为v2,最低点的速度为v3,由牛顿第二定律及机械能守恒定律
解得 m/s
通过分析比较,赛车要完成比赛,在进入圆轨道前的速度最小应该是
m/s
设电动机工作时间至少为t,根据功能原理
由此可得 t=2.53s
22、(2009年天津卷)10.如图所示,质量m1=0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长L=15 m,现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10 m/s2,求
(1)物块在车面上滑行的时间t;
(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少。
答案:(1)0.24s (2)5m/s
[解析](1)设物块与小车的共同速度为v,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有
①
设物块与车面间的滑动摩擦力为F,对物块应用动量定理有
②
其中 ③
解得
代入数据得 ④
(2)要使物块恰好不从车厢滑出,须物块到车面右端时与小车有共同的速度v′,则
⑤
由功能关系有
⑥
代入数据解得 =5m/s
故要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车的速度v0′不能超过5m/s。
21、(2009年四川卷)23.图示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上作匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s2,不计额外功。求:
(1) 起重机允许输出的最大功率。
(2) 重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率。
解析: (1)设起重机允许输出的最大功率为P0,重物达到最大速度时,拉力F0等于重力。
P0=F0vm ①
P0=mg ②
代入数据,有:P0=5.1×104W ③
(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功率,设此时重物受到的拉力为F,速度为v1,匀加速运动经历时间为t1,有:
P0=F0v1 ④
F-mg=ma ⑤
v1=at1 ⑥
由③④⑤⑥,代入数据,得:t1=5 s ⑦
T=2 s时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为v2,输出功率为P,则
v2=at ⑧
P=Fv2 ⑨
由⑤⑧⑨,代入数据,得:P=2.04×104W。
20、(2009年上海物理)20.质量为5´103 kg的汽车在t=0时刻速度v0=10m/s,随后以P=6´104 W的额定功率沿平直公路继续前进,经72s达到最大速度,设汽车受恒定阻力,其大小为2.5´103N。求:(1)汽车的最大速度vm;(2)汽车在72s内经过的路程s。
答案:(1)24m/s(2)1252m
[解析](1)当达到最大速度时,P==Fv=fvm,vm==m/s=24m/s,
(2)从开始到72s时刻依据动能定理得:
Pt-fs=mvm2-mv02,解得:s==1252m。
19、(2009年山东卷)38.(2)如图所示,光滑水平面轨道上有三个木块,A、B、C,质量分别为mB=mc=2m,mA=m,A、B用细绳连接,中间有一压缩的弹簧 (弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止。某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。
答案:9v0/5
[解析]设共同速度为v,球A和B分开后,B的速度为vB,
由动量守恒定律有,
,
联立这两式得B和C碰撞前B的速度为vB=9v0/5。
18、(2009年山东卷)24.如图所示,某货场而将质量为m1=100 kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道,使货物中轨道顶端无初速滑下,轨道半径R=1.8 m。地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板A、B,长度均为l=2m,质量均为m2=100 kg,木板上表面与轨道末端相切。货物与木板间的动摩擦因数为1,木板与地面间的动摩擦因数=0.2。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10 m/s2)
(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。
(2)若货物滑上木板4时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求1应满足的条件。
(3)若1=0。5,求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间。
答案:(1)3000N;(2);(3)0.4s
解析:(1)设货物滑到圆轨道末端是的速度为v0,对货物的下滑过程中根据机械能守恒定律得,①,
设货物在轨道末端所受支持力的大小为FN,根据牛顿第二定律得,②,
联立以上两式代入数据得FN=3000N③,
根据牛顿第三定律,货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小为3000N,方向竖直向下。
(2)若滑上木板A时,木板不动,由受力分析得④,
若滑上木板B时,木板B开始滑动,由受力分析得⑤,
联立④⑤式代入数据得⑥。
(3),由⑥式可知,货物在木板A上滑动时,木板不动。设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为a1,由牛顿第二定律得⑦,
设货物滑到木板A末端是的速度为v1,由运动学公式得⑧,
联立①⑦⑧式代入数据得v1=4m/s⑨,
设在木板A上运动的时间为t,由运动学公式得v1=v0-a1t⑩,联立①⑦⑨⑩式代入数据得t=0.4s。
17、(2009年宁夏卷)36.(2)两质量分别为M1和M2的劈A和B,高度相同,放在光滑水平面上,A和B的倾斜面都是光滑曲面,曲面下端与水平面相切,如图所示,一质量为m的物块位于劈A的倾斜面上,距水平面的高度为h。物块从静止滑下,然后双滑上劈B。求物块在B上能够达到的最大高度。
答案:
[解析]设物块到达劈A的低端时,物块和A的的速度大小分别为v和V,由机械能守恒和动量守恒得
①
②
设物块在劈B上达到的最大高度为,此时物块和B的共同速度大小为,由机械能守恒和动量守恒得
③
④
联立①②③④式得 ⑤
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