二、完全非弹性碰撞
完全非弹性碰撞有动能损失,而且损失最大;有能量转化。有永久形变;碰撞后全部物体粘在一起速度相同;动量守恒,EK后≤EK前。
【例题与习题】
1. 小车的质量为M,放在光滑水平地面上,有一质量为m、速度为v0的小球沿光滑轨道水平
切入,如图所示,则小球上升的最大高度为_______
如图所示,两个完全相同的小球AB,用等长的细线悬挂于O点,线长为L,将A由图示位置静止释放,则B球碰后第一次速度为零的高度可能是: A.
LLLL; B.; C.; D..
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2. 如图所示,在光滑水平地面上,依次有m、2m、3m、4m??10m的10个小球,排成一条直线,彼
此间有一定距离,开始时,后面的小球是静止的,m以速度v0向着2m碰去,结果它们先后全部粘在一起共同运动,由于连续碰撞,系统损失的动能为多少?
三、非弹性碰撞
非弹性碰撞有动能损失,有能量转化。
D. 有永久形变、可能有摩擦力作用、有弹性势能和重力势能积累以及热能的出现;EK后≤EK前 ②动量守恒,。
1. 质量为1千克的物体原来静止,受到质量为2千克、速度为1米/秒的运动物体的碰撞,碰后两物体的总动能不可能是: A.1焦耳; B.
43焦耳; C.
23焦耳; D.
1焦耳。 32. 质量相等的A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动,A球的动量是7千克·米/秒,B球的动量是5千克·米/秒,当A球追上B球时发生碰撞,则碰撞后,A、B两球的动量可能是:
A.PA=6千克·米/秒、PB=6千克·米/秒; B.PA=3千克·米/秒、PB=9千克·米/秒; C.PA=-2千克·米/秒、PB=14千克·米/秒;D.PA=-4千克·米/秒、PB=17千克·米/秒。
3. 质量为1千克的小球以4米/秒的速度与质量为2千克的静止小球正碰,关于碰后的速度v1、v2,下面哪些是可能的 A.v1=v2=米/秒;
4. 半径相等的两个小球甲和乙,在光滑水平面上沿同一直线相向运动,若甲球质量大于乙球质量,碰撞前两球动能相等,则碰撞后两球的运动状态可能是:
A.甲球的速度为零而乙球的速度不为零; B.乙球的速度为零而甲球的速度不为零; C.两球的速度均不为零; D.两球的速度方向均与原方向相反,两球的动能仍相同。
43米/秒; B.v1=-1米/秒、v2=2.5米/秒;C. v1=1米/秒、v2=3米/秒; D.v1=-4米/秒、v2=4
四、爆炸和反冲问题
1. 反冲的定义——一个物体从另一个物体内部发射出来,从而使原来的物体后退,这种现象称为反冲。 2. 反冲实例:①火箭的发射;②喷气式飞机;③轻重武器发射;④物体爆炸 3. 反冲问题特征:
①内力一般较大,故系统动量守恒;
②反冲过程中,内力一般作正功,故系统机械能增大。
1. 质量为m千克的人,站在质量为M的静止船头,当他以v的水平速度从船上跳到岸上时,消耗多少能量?一个人在地面上立定跳远的最好成绩是S米,假设他站在车的一端要跳上离此端距离为L的站台上,如图所示,车与地面的摩擦不计,则: A.只要L
5
D.只要L=S,他才有可能跳上站台;
2. 一门旧式大炮水平射出一枚质量为10千克的炮弹,炮弹飞出的速度是600米/秒,炮身质量为2吨,大炮后退的速度是______,若大炮后退中所受的阻力是它重力的30%,则大炮能后退_______米。
3. 一颗手榴弹以20米/秒的速度在空中飞行,炸成两块,两块质量之比为3:7,较大的一块以80米/秒的速度向原方向飞行,求:
① 较小的一块的速度
② 设手榴弹的质量为1千克,那么手榴弹爆炸时,有多少化学能转变为动能?
五、动量和功能关系的综合应用
作用于系统的滑动摩擦力和系统内物体间相对滑动的位移的乘积,在数值上等于系统内能的增量,即Q=f滑〃S相对
1.在光滑水平面上,有一质量为M的长方形木块以一定的初速度v0向右匀速运动,现将质量为m的小铁块无初速地轻放在木块的前端,设小铁块与木块间的摩擦系数为μ,当小铁块在木块上相对滑动L时与木块保持相对静止,此时木块对地位移为S,则在这个过程中,系统产生的热能为____,小铁块增加的动能为___,木块减少的动能为______。
2.如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以水平初速度v0滑上原来静止在水平光滑轨道上的质量为M的小车上,物体与小车表面的摩擦系数为μ,小车足够长,求:
① 物体从滑上小车到相对与小车静止所经历的时间; ② 相对小车滑行的距离;
③ 物体从滑上小车到相对与小车静止的这段时间内小车通过的距离.
3.如图所示,质量为m的子弹以速度v从正下方向上击穿一个质量为M的木球,击穿后木球能上升高度为H,求击穿木球后子弹能上升多高?
4. 如图所示,在光滑水平面上有一质量为m1=20千克的小车,通过不可伸长的细绳与质量为m2=25
千克的足够长的拖车连接,质量为m3=15千克的物体在拖车的长平板上,与平板间的摩擦系数μ=0.2,开始时,物体和拖车静止,绳未拉紧,小车以3米/秒的速度向前运动,求:
① 三者以同一速度前进时速度的大小;
② 到三者速度相同时,物体在平板上移动的距离。
5. 如图所示,一质量为M,长为l的长方形木板B放在光滑的水平地面上,在其右端放一质量为m的的小木块A,m 以地面为参照物,给A和B 以大小相等、方向相反的初速度,使A开始向左运动、B开始向右运动,但最后A刚好没有滑离B板,求小木块A向左运动到达的最远处(从地面上看)离出发点的距离。 6 质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车的上表面是一光滑的曲面, 末端是水平的,如下图所示,小车被挡板P挡住,质量为m的物体从距地面高H处自由下落,然后沿光滑的曲面继续下滑,物体落地点与小车右端距离s0,若撤去挡板P,物体仍从原处自由落下,求物体落地时落地点与小车右端距离是多少? 6 7. 如图所示,光滑水平面上有一小车B,右端固定一个砂箱,砂箱左侧连着一水平轻弹簧,小车和砂箱的总质量为M,车上放有一物块A,质量也是M,物块A随小车以速度v0向右匀速运动.物块A与左侧的车面的动摩擦因数为?,与右侧车面摩擦不计.车匀速运动时,距砂面H高处有一质量为m的泥球自由下落,恰好落在砂箱中,求: (1)小车在前进中,弹簧弹性势能的最大值. (2)为使物体A不从小车上滑下,车面粗糙部分应多长? m H A B v0 8 如图所示,水平传送带AB长l=8.3m,质量为M=1kg的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数?=0.5.当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g ?的子弹以v0=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度u=50m/s,以后每隔1s就有一颗子弹射 向木块,设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同,g取10m/s.求: (1)在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A点的最大距离? (2)木块在传达带上最多能被多少颗子弹击中? (3)从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中,子弹、木块和传送带这一系统产生的热能是 多少?(g取10m/s) v0 M m A B 9如图15所示,一排人站在沿x轴的水平轨道旁,原点O两侧的人的序号都记为n(n=1,2,3?).每人只有一个沙袋,x>0一侧的每个沙袋质量为m=14千克,x<0一侧的每个沙袋质量m′=10千克.一质量为M=48千克的小车以某初速度从原点出发向正x方向滑行.不计轨道阻力.当车每经过一人身旁时,此人就把沙袋以水平速度u朝与车速相反的方向沿车面扔到车上,u的大小等于扔此袋之前的瞬间车速大小的2n倍.(n是此人的序号数) (1)空车出发后,车上堆积了几个沙袋时车就反向滑行? (2)车上最终有大小沙袋共多少个? 10一段凹槽A倒扣在水平长木板C上,槽内有一小物块B,它到槽两内侧的距离均为l/2,如图所示。木板位于光滑水平的桌面上,槽与木板间的摩擦不计,小物块与木板间的摩擦系数为μ。A、B、C三者质量相等,原来都静止。现使槽A以大小为v0的初速向右运动,已知v0< 当A和B发生碰撞时,两者速度互换。求: 。 7 (1)从A、B发生第一次碰撞到第二次碰撞的时间内,木板C运动的路程。 (2)在A、B刚要发生第四次碰撞时,A、B、C三者速度的大小。 11如图所示,A、B是静止在水平地面上完全相同的两块长木板。A的左端和B的右端相接触。两板的质量皆为 M?2.0kg,长度皆为为l?1.0m.C是一质量为m?1.0kg的小物块.现给它一初速度v0?2.0m/s,使它 从B板的左端开始向右滑动.已知地面是光滑的,而C与A、B之间的动摩擦因数皆为??0.10.求最后A、B、C各以多大的速度做匀速运动.取重力加速度g?10m/s2 12一个质量为M的雪橇静止在水平雪地上,一条质量为m的爱斯基摩狗站在该雪橇上.狗向雪橇的正后方跳下, 随后又追赶并向前跳上雪橇;其后狗又反复地跳下、追赶并跳上雪橇,狗与雪橇始终沿一条直线运动.若狗跳离雪橇时雪橇的速度为V,则此时狗相对于地面的速度为V+u(其中u为狗相对于雪橇的速度,V+u为代数和.若以雪橇运动的方向为正方向,则V为正值,u为负值).设狗总以速度v追赶和跳上雪橇,雪橇与雪地间的摩擦忽略不计.已知v的大小为5m/s,u的大小为4m/s,M=30kg,m=10kg. (1)求狗第一次跳上雪橇后两者的共同速度的大小. (2)求雪橇最终速度的大小和狗最多能跳上雪橇的次数. (供使用但不一定用到的对数值:lg2=O.301,lg3=0.477) 8
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