A.物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量为3mgt0·cos θ 3
B.物块从t=0时刻开始运动到返回底端的过程中动量的变化量为mv0
25v0
C.斜面倾角θ的正弦值为
8gt0
D.不能求出3t0时间内物块克服摩擦力所做的功
解析:物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量IG=3mgt0,故A项错误.上滑过程中物块做初速度为v0的匀减速直线运动,下滑过程中做初速度为零、末速度大小为v的匀加速直线运动,上滑和下滑的位移大小相等,所以有t0=·2t0,解得v=,物块从开始运
2223
动到返回底端过程中动量的变化量为Δp=m(-v)-mv0=-mv0,故B项错误.上滑过程中有
2-(mgsin θ+μmgcos θ)·t0=0-mv0,下滑过程中有(mgsin θ-μmgcos θ)·2t0=m·
v0vv0
v0
2
5v0
-0,解得sin θ=,故C项正确.3t0时间内,物块受力为重力、支持力、摩擦力,从底
8gt0端出发又回到底端,高度不变,重力做功为零;支持力始终与速度垂直,不做功;摩擦力始终与速度反向,做负功,根据动能定理,摩擦力所做的功就等于物体动能变化量,克服摩擦121232
力所做的功与摩擦力所做负功大小相等,所以W=mv0-mv=mv0,故D项错误.
228
答案:C
10.如图所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳连接,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg.初始时A静止于水平地面上,B悬于空中.先将B竖直向上再举高h=1.8 m(未触及滑轮)然后由静止释放.一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触.g取10 m/s.空气阻力不计.求:
(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t; (2)A的最大速度v的大小; (3)初始时B离地面的高度H.
12
解析:(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动,有h=gt
2解得t=0.6 s
(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为v0,有
2
v0=gt=6 m/s.
细绳绷直瞬间,细绳张力远大于A、B的重力,A、B相互作用,总动量守恒,mBv0=(mA+
mB)v
绳子绷直瞬间,A、B系统获得的速度v=2 m/s
之后A做匀减速运动,所以细绳绷直瞬间的速度v即为最大速度,A的最大速度为2 m/s. (3)细绳绷直后,A、B一起运动,B恰好可以和地面接触,说明此时A、B的速度为零,12
这一过程中A、B组成的系统机械能守恒,有(mA+mB)v+mBgH=mAgH
2
解得,初始时B离地面的高度 H=0.6 m. 答案:(1)0.6 s (2)2 m/s (3)0.6 m 11.(2019·山东青岛高三期末联考)如图所示,在光滑水平面上有一带挡板的长木板,挡板和长木板的总
质量为m,木板长度为L(挡板的厚度可忽略),挡板上固定有一个小炸药包(可视为质量不计的点).木板左端有一质量也为m(可视为质点)的滑块.滑块与木板间的动摩擦因数恒定,整个系统处于静止状态.给滑块一个水平向右的初速度v0,滑块相对木板向右运动,刚好能与小炸药包接触,接触瞬间小炸药包爆炸(此过程时间极短,爆炸后滑块与木板只在水平方向上运动,且完好无损),滑块向左运动,最终回到木板的左端,恰与木板相对静止.求:
(1)滑块与木板间的动摩擦因数;
(2)小炸药包爆炸完毕时滑块和木板的速度.
解析:(1)滑块相对木板向右运动,刚好能与炸药包接触,此时滑块和木板的速度相同,设滑块刚要与炸药包接触时的速度为v1,以水平向右为正方向;滑块和木板组成的系统,滑块在木板上滑动的过程中,系统所受合外力为零,则该系统动量守恒,故有mv0=2mv1
1
解得v1=v0,方向水平向右
2
滑块在木板上滑动的过程中,由功能关系可知
2
μmgL=mv20-·2mv1
1
212
v20
联立解得μ=.
4gL(2)设爆炸后滑块和木板的速度分别为v1′和v2′,最终滑块相对木板静止于木板的左端时速度为v2,系统在爆炸前后动量守恒,则有
2mv1=mv1′+mv2′ 2mv1=2mv2
系统爆炸后,对滑块在木板上运动的过程应用功能关系,则有
μmgL=mv1′2+mv2′2-·2mv22
联立以上各式解得v1′=0;v2′=v0,方向水平向右.
1
21212
v20
答案:(1) (2)滑块速度为0 木板速度为v0,方向水平向右
4gL
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