律可以解题.
小物块C与A发生弹性碰撞, 由动量守恒得:mv0=mvC+mvA
121212mv0?mvC?mvA 222联立以上解得:vC=0,vA=v0
由机械能守恒定律得:
设小物块A在劈B上达到的最大高度为h,此时小物块A和B的共同速度大小为
v,对小物块A与B组成的系统,
由机械能守恒得:
121mvA?mgh??m?M?v2 22水平方向动量守恒mvA??m?M?v
23v0联立以上解得: h?
8g点睛:本题主要考查了物块的碰撞问题,首先要分析清楚物体运动过程是正确解题的关键,应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以解题.要注意A、B系统水平方向动量守恒,系统整体动量不守恒.
7.如图所示,带有
1光滑圆弧的小车A的半径为R,静止在光滑水平面上.滑块C置于4木板B的右端,A、B、C的质量均为m,A、B底面厚度相同.现B、C以相同的速度向右匀速运动,B与A碰后即粘连在一起,C恰好能沿A的圆弧轨道滑到与圆心等高处.则:(已知重力加速度为g) (1)B、C一起匀速运动的速度为多少?
(2)滑块C返回到A的底端时AB整体和C的速度为多少?
53gR23gR,v2? 33【答案】(1)v0?23gR (2)v1?【解析】
本题考查动量守恒与机械能相结合的问题.
(1)设B、C的初速度为v0,AB相碰过程中动量守恒,设碰后AB总体速度u,由
mv0?2mu,解得u?v0 2C滑到最高点的过程: mv0?2mu?3mu?
1211mv0??2mu2??3mu?2?mgR 222解得v0?23gR
(2)C从底端滑到顶端再从顶端滑到底部的过程中,满足水平方向动量守恒、机械能守恒,有mv0?2mu?mv1?2mv2
121112mv0??2mu2?mv12??2mv2 2222解得:v1?53gR23gR,v2? 33
8.如图所示,质量均为M=4 kg的小车A、B,B车上用轻绳挂有质量为m=2 kg的小球C,与B车静止在水平地面上,A车以v0=2 m/s 的速度在光滑水平面上向B车运动,相碰后粘在一起(碰撞时间很短).求:
(1)碰撞过程中系统损失的机械能;
(2)碰后小球C第一次回到最低点时的速度大小. 【答案】(1) 4 J (2) 1.6 m/s 【解析】 【详解】
解:(1)设A、B车碰后共同速度为v1,由动量守恒得:Mv0?2Mv1 系统损失的能量为:E损?112Mv0??2Mv12?4 J 22(2)设小球C再次回到最低点时A、B车速为v2,小球C速度为v3,对A、B、C系统由水平方向动量守恒得:2Mv1?2Mv2?mv3 由能量守恒得:
11122?2Mv12??2Mv2?mv3 222解得:v3?1.6 m/s
9.如图所示,用气垫导轨做“验证动量守恒”实验中,完成如下操作步骤:
A.调节天平,称出两个碰撞端分别贴有尼龙扣滑块的质量m1和m2.
B.安装好A、B光电门,使光电门之间的距离为50cm.导轨通气后,调节导轨水平,使滑块能够作_________运动.
C.在碰撞前,将一个质量为m2滑块放在两光电门中间,使它静止,将另一个质量为m1
滑块放在导轨的左端,向右轻推以下m1,记录挡光片通过A光电门的时间t1.
D.两滑块相碰后,它们粘在一起向右运动,记录挡光片通过_______________的时间t2. E.得到验证实验的表达式__________________________.
m1?m1?m2?? 【答案】匀速直线运动 小车经过光电门的时间 t1t2【解析】 【详解】
为了让物块在水平方向上不受外力,因此当导轨通气后,调节导轨水平,使滑块能够作匀速直线运动;
根据实验原理可知,题中通过光电门来测量速度,因此应测量小车经过光电门的时间 设光电门的宽度为l ,则有:经过光电门的速度为v1?整体经过光电门的速度为:v2?l t1l t2由动量守恒定律可知,m1v1?(m1+m2)v2 代入解得:
m1(m1?m2)?。 t1t2
10.如图所示,可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上,一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动,与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生完全非弹性碰撞,B,C的上表面相平且B,C不粘连,A滑上C后恰好能到达C板的最右端,已知A,B,C质量均相等,木板C长为L,求
①A物体的最终速度 ②A在木板C上滑行的时间 【答案】①【解析】
试题分析:①设A、B、C的质量为m,B、C碰撞过程中动量守恒, 令B、C碰后的共同速度为
,则
,解得
,
4L3v0 ;②
v04B、C共速后A以v0的速度滑上C,A滑上C后,B、C脱离
A、C相互作用过程中动量守恒,设最终A、C的共同速度
则
,
解得
②在A、C相互作用过程中,根据功能关系有
(f为A、C间的摩擦力)
2mv0·代入解得f? 16L此过程中对C,根据动量定理有代入相关数据解得t?
4L v0考点:动量守恒定律;能量守恒定律及动量定理.
11.如图所示,小球A质量为m,系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h.物块B质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点正下方,物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为
h.小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求碰撞过程物块获得的冲16量及物块在地面上滑行的距离.
【答案】
h 16?【解析】 【分析】
对小球下落过程由机械能守恒定律可求得小球与物块碰撞前的速度;对小球由机械能守恒可求得反弹的速度,再由动量守恒定律可求得物块的速度;对物块的碰撞过程根据动量定理列式求解获得的冲量;对物块滑行过程由动能定理可求得其滑行的距离. 【详解】
小球的质量为m,设运动到最低点与物块相撞前的速度大小为v1,取小球运动到最低点时的重力势能为零,根据机械能守恒定律有:mgh=解得:v1=2gh 设碰撞后小球反弹的速度大小为v′1,同理有:mg?1mv12 2h1'2?mv1 162
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