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人教版高二物理选修3-5《动量守恒定律的应用》精选习题
一、解答题
1.在光滑水平地面上放有一质量为M带光滑弧形槽的小车,—个质量为m的小铁块以速度v沿水平槽口滑去,如图所示,求:
(1)铁块能滑至弧形槽内的最大高度H (设m不会从左端滑离M). (2)铁块到最大高度时,小车的速度大小.
(3)当铁块从右端脱离小车时,铁块和小车的速度分别是多少?
2.如图所示,在光滑的水平面上停放着一辆质量为2m平板车C,在车上的左端放有一质量为m的小木
1光滑圆形轨道,轨道底端的切线水平且42与小车的上表面相平。现有一块质量也为m的小木块A从图中圆形轨道的位置处由静止释放,然后,
3块B,在小车的左边紧靠着一个固定在竖直平面内、半径为r的
滑行到车上立即与小木块B发生碰撞,碰撞后两木块立即粘在一起向右在动摩擦因数为?的平板车上滑行,并与固定在平板车上的水平轻质小弹簧发生作用而被弹回,最后两个木块又回到小车的最左端与车保持相对静止,重力加速度为g,求:
(1)小木块A滑到轨道最点低时,对圆形轨道的压力; (2)A、B两小木块在平板车上滑行的总路程。
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3.如图所示, LMN是竖直平面内固定的光滑绝缘轨道, MN水平且足够长, LM是四分之一个圆周,且其下端与MN相切.质量为m的带正电小球B静止在水平轨道上,质量为2m的带正电小球A从LM上距水平轨道高为h处由静止释放,在A球进入水平轨道之前,由于A、B两球相距较远,相互作用力可认为是零, A球进入水平轨道后, A、B两球间相互作用视为静电作用.带电小球均可视为质点.已知A、
B两球始终没有接触.重力加速度为g.求: (1)A、B两球相距最近时, A球的速度v.
(2)A、B两球系统的电势能最大值EP. (3)A、B两球最终的速度vA、vB的大小.
4.一轻质弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与质量为m的小物块P接触但不连接.AB是水平轨道,质量也为m的小物块Q静止在B点,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直,如图所示.物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5.初始时PB间距为4l,弹簧处于压缩状态.释放P,P开始运动,脱离弹簧后在B点与Q碰撞后粘在一起沿轨道运动,恰能经过最高点D,己知重力加速度g,求: (1)粘合体在B点的速度. (2)初始时弹簧的弹性势能.
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5.如图所示,水平放置的弹簧左端固定,小物块P(可视为质点)置于水平桌面上的A点,并与弹簧右端接触,此时弹簧处于原长.现用水平向左的推力将P缓慢地推至B点,此时弹簧的弹性势能为
Ek?21J.撤去推力后, P沿桌面滑上一个停在光滑水平地面上的长木板Q上,己知P、Q的质量分别为m?2kg、M?4kg, A、B间的距离L1?4m, A距桌子边缘C的距离L2?2m, P与桌面及P与Q间的动摩擦因数都为??0.1, g取10m/s2,求: (1)要使P在长木板Q上不滑出去,长木板至少多长?
(2)若长木板的长度为2.25m,则P滑离木板时, P和Q的速度各为多大?
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6.如图所示,在竖直面内有一个光滑弧形轨道,其末端水平,且与处于同一竖直面内光滑圆形轨道的最低端相切,并平滑连接. A、B两滑块(可视为质点)用轻细绳拴接在一起,在它们中间夹住一个被压缩的微小轻质弹簧.两滑块从弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两滑块刚滑入圆形轨道最低点时拴接两滑块的绳突然断开,弹簧迅速将两滑块弹开,其中前面的滑块A沿圆形轨道运动恰能通过轨道最高点.已知圆形轨道的半径R?0.50m,滑块A的质量mA?0.16kg.滑块B的质量mB?0.04kg,两滑块开始下滑时距圆形轨道底端的高度h?0.80m,重力加速度g取10m/s2,空气阻力可忽略不计.求: (1)A、B两滑块一起运动到圆形轨道最低点时速度的大小. (2)滑块A被弹簧弹开时的速度大小.
(3)弹簧在将两滑块弹开的过程中释放的弹性势能.
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7.如图所示,高H?1.6m的赛台ABCDE固定于地面上,其上表面ABC光滑;质量M?1kg、高,放置于光滑水平地面上.质量m?1kg的小物h?0.8m、长L的小车Q紧靠赛台右侧CD面(不粘连)
块P从赛台顶点A由静止释放,经过B点的小曲面无损失机械能的滑上BC水平面,再滑上小车的左端.已知小物块与小车上表面的动摩擦因数??0.4, g取10m/s2. (1)求小物块P滑上小车左端时的速度v1.
(2)如果小物块没有从小车上滑脱,求小车最短长度L0.
(3)若小车长L?1.2m,在距离小车右端S处固定有车面等高的竖直挡板(见下图),小车碰上挡板后立即停止不动,讨论小物块在小车上运动过程中,克服摩擦力做功Wf与S的关系.
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