C. 当弹簧再次恢复原长时,A的速度一定小于B的速度 D. 当弹簧再次恢复原长时,A的速度可能大于B的速度 【答案】 BC
【解析】A开始压缩弹簧时做减速运动,B做加速运动,当两者速度相等时,弹簧压缩最短,然后B继续做加速运动,A继续做减速运动,所以弹簧压缩到最短时,B的速度不是达到最大,A错误;弹簧压缩到最短时,两者速度相等,然后B继续做加速,A继续做减速运动,直到弹簧恢复原长,此时B的速度达到最大,且大于A的速度,
根据动量守恒有:若A的速度方向向左,则,动能,可知,
违背了能量守恒定律,所以A的速度一定向右,B、C正确;D错误; 故选BC.。
9. (多选)轻质弹簧一端悬挂于天花板,另一端与一小木块相连处于静止状态,一子弹以水平速度v瞬间射穿木块,不计空气阻力 ( )
A. 子弹射穿木块的过程中,子弹与木块组成的系统机械能不守恒 B. 子弹射穿木块后,木块在运动过程中机械能守恒
C. 木块在向右摆动过程中,木块的动能与弹簧的弹性势能之和在变小 D. 木块在向右摆动过程中重力的功率在变小 【答案】 AC
错误。所以AC正确,BD错误。
10. (多选)所示,一轻弹簧的两端与质量分别为
和
的两物块A、B相连接,并静止在光滑的水平面上.现
使B瞬时获得水平向右的速度3m/s,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图像信息可得 ( )
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A. 在、时刻两物块达到共同速度1m/s,且弹簧都处于伸长状态 B. 从到时刻弹簧由压缩状态恢复到原长 C. 两物体的质量之比为D. 在时刻与的动能之比为【答案】 BD
:1
考点:考查了牛顿第二定律,动量守恒定律,
【名师点睛】对于这类弹簧问题注意用动态思想认真分析物体的运动过程,注意过程中的功能转化关系;解答时注意动量守恒和机械能守恒列式分析,同时根据图象,分析清楚物体的运动情况
11. 光滑水平地面上停放着一辆质量m=2kg的平板车,质量M=4kg可视为质点的小滑块静放在车左端,滑块与平板车之间的动摩擦因数??0.3,如图所示,一水平向右的推力F=24N作用在滑块M上0.5s撤去,平板车继续向右运动一段时间后与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短且车以原速率反弹,滑块与平板之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,平板车足够长,以至滑块不会从平板车右端滑落,g?10m/s,求:
2
(1)平板车第一次与墙壁碰撞后能向左运动的最大距离s多大?此时滑块的速度多大? (2)平板车第二次与墙壁碰撞前的瞬间速度v2多大?
(3)为使滑块不会从平板车右端滑落,平板车l至少要有多长? 【答案】 (1)1m/s;m(2)【解析】
132m/s(3)l?1m 3 17
Mv1?mv1?Mv1',v1'?M?mv1?1m/s Mmv12112?m 以车为研究对象,根据动能定理可得??Mgs??mv1,解得s?2?Mg32(2)第一次碰撞后车运动到速度为零时,滑块仍有向右的速度,滑动摩擦力使车以相同的加速度重新向右加速,如果车的加速度过程持续到与墙第二次相碰,则加速度过程位移也为s,可算出第二次碰撞瞬间的速度大小也为2m/s,系统的总动量大于第一次碰墙后的动量,这显然是不可能的,可见在第二次碰墙前车已停止加速,即第二次碰墙前一些时间和滑块已相对静止,
设车与墙壁第二次碰撞前瞬间速度为v2,则Mv1?mv2??M?m?v2 解得v2?M?m2v1?m/s 3?M?m?(3)车每次与墙碰撞后一段时间内,滑块都会相对车有一段向右的滑动,由于两者相互摩擦,系统的部分机械能转化为内能,车与墙多次碰撞后,最后全部机械能转化为内能,车停在墙边,滑块相对车的总位移设为l 则有?Mgl?1?M?m?v12,解得l?1m 2考点:考查了动量守恒定律、动能定理、能量守恒定律
【名师点睛】通过整体隔离分析出M、m系统能够保持相对静止一起向右做匀加速运动,通过动量定理求出在力F的作用0.5s末速度,车与墙碰撞后以原速率反弹,根据动量守恒定律求出车速度减为零滑块的速度.根据动能定理求出平板车第一次与墙壁碰撞后能向左运动的最大距离.第二次碰撞前,M和m达到共同速度,根据动量守恒定律求出平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度.车每次与墙碰撞后一段时间内,滑块都会相对车有一段向右的滑动,由于两者相互摩擦,系统的部分机械能转化为内能,根据能量守恒定律求出平板车l的至少距离.
12. 如图(甲)示,光滑曲面MP与光滑水平面PN平滑连接,N端紧靠速度恒定的传送装置,PN与它上表面在同
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一水平面.小球A在MP上某点静止释放,与静置于PN上的工件B碰撞后,B在传送带上运动的v-t图象如图(乙)且t0已知,最后落在地面上的E点.已知重力加速度为g,传送装置上表面距地面高度为H. (1)求B与传送带之间的动摩擦因数μ; (2)求E点离传送装置右端的水平距离L;
(3)若A、B发生的是弹性碰撞且B的质量是A的2倍,要使B始终落在E点,试判断A静止释放点离PN的高度h的取值范围.
【答案】 见试题分析 【解析】
H?12gt ⑥(1分) 2由①②,代入vB1=2gH,得:L?2H ⑦(1分)
(3)若使B始终落到地面上E点,也必须是以相同速度离开传送装置;设B离开传送带时的速度为v?B,
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B始终能落到地面上E点,有以下两类情形:
ⅰ.若vB?v?B,B进入传送带上开始匀减速运动,设B减速到v?B经过位移为S1,有
v?2B?v2B??2aS1 ?
(1分),则应满足S1?S 联立①⑧⑨??式,可得h?99H16 ?(1分) ⅱ.若vB?v?B,B以速度vB进入传送带上匀加速至v?B,设此过程B对地位移为S2,有
v?22B?vB?2aS2 ?
(1分),且恒有vB?0 联立①⑧?式,得S2?t02gH ?(1分),即S2?S恒成立,h?0
综上所述,要使工件B都落在地面的E点,小球A释放点高度h必须满足条件:
0?h?99H16?(1分) 20