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对于两物体碰撞前后速度在同一直线上,且无机械能损失的碰撞过程,可以简化为如下模型。A、B两物体位于光滑水平面上,仅限于沿同一直线运动。当它们之间的距离大于等于某一定值d时,相互作用力为零;当它们之间的距离小于d时,存在大小恒为F的斥力。设A物体质量满分5 manfen5.com=1.0kg,开始时静止在直线上某点;B物体质量满分5 manfen5.com=3.0kg,以速度满分5 manfen5.com从远处沿该直线向A运动,如图所示。若d=0.10m,F=0.60N,满分5 manfen5.com=0.20m/s,求:

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(1)相互作用过程中A、B加速度的大小;

(2)从开始相互作用到A、B间的距离最小时,系统(物体组)动能的减少量;

(3)A、B间的最小距离。

 

(1)0.6m/s2 ,0.2m/s2 (2) 0.015J (3) 0.075m 【解析】 试题分析:(1)由F=ma可得:A的加速度为:, B的加速度为:; (2)两者速度相同时,距离最近,A、B组成的系统动量守恒,以B的初速度方向为正方向, 由动量守恒定律得:m2v0=(m1+m2)v, 代入数据解得:v=0.15m/s, 系统动能的变化量:△EK=m2v02-(m1+m2)v2, 代入数据解得:△EK=0.015J, 即动能的变化量为0.015J; (3)根据匀变速直线运动规律得: A的速度:v1=a1t, B的速度:v2=v0-a2t, 已知:v1=v2, 解得:t=0.25s, 则A的位移:x1=a1t2, B的位移:x2=v0t-a2t2, 两物体的距离为:△x=x1+d-x2, 将t=0.25s代入,解得A、B间的最小距离△smin=0.075m A、B间的最小距离为0.075m. 考点:牛顿第二定律;动量守恒定律;匀变速直线运动的规律. 【名师点睛】本题属弹簧连接体模型的变型题,这种模型两物体之间有相互作用,但不受其它外力,满足动量守恒,从能量的观点看,系统的动能与势能相互转化,并且当两物体速度相等时,势能达到最大,动能损耗最多;不过本题简化成了物体做匀变速运动,同时也考查了动力学的相关知识,是道好题.  
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如图所示,质量M=100kg的平板车静止在水平路面上,车身平板离地面的高度h=1.25m。质量m=50kg的小物块(可视为质点)置于车的平板上,到车尾的距离b=1.0m,物块与车板间、车板与地面间的动摩擦因数均为满分5 manfen5.com=0.20。今对平板车施一水平恒力,使车向右行驶,结果物块从车板上滑落。物块刚离开车板的时刻,车向右行驶的距离满分5 manfen5.com=2.0m。求:

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(1)物块在车板上滑行时间满分5 manfen5.com

(2)对平板车施加的水平恒力F

(3)物块落地时,落地点到车尾的水平距离满分5 manfen5.com。(取g=10m/s2

 

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我国优秀跳水运动员曾多次获得跳水的世界冠军,为祖国赢得了荣誉。国家队某运动员在一次10m跳台的跳水比赛中,从跳台上跳起到达最高点时,他的重心离跳台台面的高度为1.5m,在下落过程中他要做一系列动作,当下落到伸直双臂手触及水面时还要做一个翻掌压水花的动作,当手接触水面时他的重心离水面的距离是1.0m。他触水后由于水对他的阻力作用(这个阻力包括浮力和由于运动而受到的水的阻碍作用),他将做减速运动,其重心下沉的最大深度离水面4.5m。不计空气阻力,g取10m/s2

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(1)估算他在下落过程中可用完成一系列动作的时间为多少?

(2)运动员触水后到他停止下沉的过程中,所受的阻力是变力,为计算方便我们可以用平均阻力满分5 manfen5.com表示他所受到的阻力。估算水对他的平均阻力约是他自身所受重力的多少倍?

 

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民用航空客机的机舱,除了有正常的舱门和舷梯连接,供旅客上下飞机以外,还配有紧急出口.发生意外情况的飞机在着陆后,打开紧急出口的舱门后,会自动生成一个气囊,由斜面部分AC和水平部分CD构成,乘客可沿该气囊安全地滑行到地面,如图所示.某机舱离气囊底端的竖直高度AB=3.0m,气囊构成的斜面长AC=5.0m.质量m=60kg的乘客从气囊上由静止开始滑下,最后滑上水平部分上的E点静止.已知乘客与气囊动摩擦因数为μ=0.60,不计空气阻力,取g=10m/s2.求:

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(1)乘客下滑到C点时的速度大小vC

(2)E点到C点的距离s;

(3)乘客从A滑行到E所用的时间t.

 

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如图所示,轻绳悬挂一质量为m的小球,现对小球再施加一个力F,使小球静止在绳子与竖直方向成60°角的位置上,重力加速度为g。

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(1)若F为水平方向,求F的大小;

(2)若要使F的取值最小,求F的大小和方向。

 

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某同学在描绘平抛运动轨迹时,得到的部分轨迹曲线如图所示。在曲线上取A、B、C三个点,测量得到A、B、C三点间竖直距离满分5 manfen5.com=10.20cm,满分5 manfen5.com=20.20cm,A、B、C三点间水平距离满分5 manfen5.com=12.40cm,g取10m/s2,则物体平抛运动的初速度大小为______m/s,轨迹上B点的瞬时速度大小为________m/s。(计算结果保留三位有效数字)

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