②
系统的机械能损失为 ΔE=
由②③式得 ΔE=
④
③
(2)设物块下落到地面所需时间为t,落地点距桌面边缘的水平距离为s,则
⑤
s=Vt ⑥ 由②⑤⑥得 S=
⑦
考点:动量守恒定律;机械能守恒定律.
点评:本题采用程序法按时间顺序进行分析处理,是动量守恒定律与平抛运动简单的综合,比较容易.
6.如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A点由静止出发绕O点下摆,当摆到最低点B时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自己刚好能回到高处A.求男演员落地点C与O点的水平距离s.已知男演员质量m1和女演员质量m2之比m1∶m2=2,秋千的质量不计,秋千的摆长为R,C点比O点低5R.
【答案】8R 【解析】 【分析】 【详解】
两演员一起从从A点摆到B点,只有重力做功,机械能守恒定律,设总质量为m,则
1mgR?mv2
2女演员刚好能回到高处,机械能依然守恒:m2gR?1m2v12 2女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,两演员系统动量守恒:
(m1?m2)v??m2v1?m1v2③
根据题意:m1:m2?2 有以上四式解得:v2?22gR 接下来男演员做平抛运动:由4R?因而:s?v2t?8R; 【点睛】
两演员一起从从A点摆到B点,只有重力做功,根据机械能守恒定律求出最低点速度;女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,两演员系统动量守恒,由于女演员刚好能回到高处,可先根据机械能守恒定律求出女演员的返回速度,再根据动量守恒定律求出男演员平抛的初速度,然后根据平抛运动的知识求解男演员的水平分位移;本题关键分析求出两个演员的运动情况,然后对各个过程分别运用动量守恒定律和机械能守恒定律列式求解.
8R12gt,得t? g2
7.如图,一质量为M的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度v0/2 射出.重力加速度为g.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.
【答案】(1)?E?【解析】 【分析】 【详解】
1?m3??8?Mmv0?2mv (2)s??0M?h 2g试题分析:(1)设子弹穿过物块后物块的速度为V,由动量守恒得 mv0=m解得
② +MV ①
系统的机械能损失为 ΔE=
由②③式得 ΔE=
④
③
(2)设物块下落到地面所需时间为t,落地点距桌面边缘的水平距离为s,则
⑤
s=Vt ⑥ 由②⑤⑥得 S=
⑦
考点:动量守恒定律;机械能守恒定律.
点评:本题采用程序法按时间顺序进行分析处理,是动量守恒定律与平抛运动简单的综合,比较容易.
8.在光滑的水平面上,质量m1=1kg的物体与另一质量为m2物体相碰,碰撞前后它们的位移随时间变化的情况如图所示。
求:(1)碰撞前m1的速度v1和m2的速度v2; (2)另一物体的质量m2。
【答案】(1)v1?4ms,v2?0;(2)m2?3kg。 【解析】
试题分析:(1)由s—t图象知:碰前,m1的速度v1?状态,速度v2?0
(2)由s—t图象知:碰后两物体由共同速度,即发生完全非弹性碰撞 碰后的共同速度v??s16-0??4ms,m2处于静止?t4-0?s24?16??1ms ?t12?4根据动量守恒定律,有:m1v1?(m1?m2)v
v1?v?3m1?3kg v考点:s—t图象,动量守恒定律
另一物体的质量m2?m1?
9.如图所示,一光滑弧形轨道末端与一个半径为R的竖直光滑圆轨道平滑连接,两辆质量均为m的相同小车(大小可忽略),中间夹住一轻弹簧后连接在一起(轻弹簧尺寸忽略不计),两车从光滑弧形轨道上的某一高度由静止滑下,当两车刚滑入圆环最低点时连接两车的挂钩突然断开,弹簧瞬间将两车弹开,其中后车刚好停下,前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点.求:
(1)前车被弹出时的速度v1;
(2)前车被弹出的过程中弹簧释放的弹性势能Ep; (3)两车从静止下滑处到最低点的高度差h. 【答案】(1)v1?5Rg(2)【解析】
试题分析:(1)前车沿圆环轨道运动恰能越过圆弧轨道最高点,根据牛顿第二定律求出最高点速度,根据机械能守恒列出等式求解(2)由动量守恒定律求出两车分离前速度,根据系统机械能守恒求解(3)两车从h高处运动到最低处机械能守恒列出等式求解.
2v2(1)设前车在最高点速度为v2,依题意有mg?m ①
R55mgR(3)h?R 48设前车在最低位置与后车分离后速度为v1, 根据机械能守恒得
121mv2?mg?2R?mv12② 22由①②得:v1?5Rg (2)设两车分离前速度为v0,由动量守恒定律得2mv0?mv1 设分离前弹簧弹性势能EP,根据系统机械能守恒得:EP?12152mv1??2m0?mgR 22412?2mv0 2(3)两车从h高处运动到最低处过程中,由机械能守恒定律得:2mgh?解得:h?5R 8
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