如图所示，“冰雪游乐场”滑道O点的左边为水平滑道，右边为高度h=3.2m的曲面滑...

如图所示，“冰雪游乐场”滑道O点的左边为水平滑道，右边为高度h=3.2m的曲面滑道，左右两边的滑道在O点平滑连接。小孩乘坐冰车由静止开始从滑道顶端出发，经过O点后与处于静止状态的家长所坐的冰车发生碰撞，碰撞后小孩及其冰车恰好停止运动。已知小孩和冰车的总质量m=30kg，家长和冰车的总质量为M= 60kg，人与冰车均可视为质点，不计一切摩擦阻力，取重力加速度g=10m/s2，求：

（1）小孩乘坐冰车经过O点时的速度大小；

（2）碰撞后家长和冰车共同运动的速度大小；

（3）碰撞过程中小孩和家长（包括各自冰车）组成的系统损失的机械能。

（1）8m/s （2）4.0m/s （3）480J 【解析】试题分析：小孩乘坐冰车由曲面下滑的过程，只有重力做功，其机械能守恒，由机械能守恒定律求小孩乘坐冰车经过O点时的速度大小；对于碰撞过程，小孩和家长（包括各自冰车）组成的系统动量守恒，由动量守恒定律求碰撞后家长和冰车共同运动的速度大小；碰撞过程中小孩和家长（包括各自冰车）组成的系统损失的机械能等于碰撞前后机械能的差，由能量守恒定律求解。（1）设小孩经过O点时的速度大小为v0，由机械能守恒定律有：代入数据解得：（2）碰撞过程中小孩和家长（包括各自冰车）组成的系统动量守恒，设碰撞后家长的速度大小为v1，则mv0=Mv1 解得：v1=mv0/M=4.0m/s （3）设系统损失的机械能为ΔE，则：点睛：本题主要考查了动量守恒，解决本题的关键是明确碰撞的基本规律：动量守恒定律．要知道当曲面光滑时，往往根据机械能守恒定律求物体的速度

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考点分析：

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下图为验证动量守恒定律的实验装置，实验中选取两个半径相同、质量不等的小球，按下面步骤进行实验：

①用天平测出两个小球的质量分别为m1和m2；

②安装实验装置，将斜槽AB固定在桌边，使槽的末端切线水平，再将一斜面BC连接在斜槽末端；

③先不放小球m2，让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放，标记小球在斜面上的落点位置P；

④将小球m2放在斜槽末端B处，仍让小球m1从斜槽顶端A处由静止释放，两球发生碰撞，分别标记小球m1、m2在斜面上的落点位置；

⑤用毫米刻度尺测出各落点位置到斜槽末端B的距离。图中从M、P、N点是实验过程中记下的小球在斜面上的三个落点位置，从M、P、N到B点的距离分别为SM、SP、SN．依据上述实验步骤，请回答下面问题：

(1)两小球的质量m1、m2应满足m1_______m2(填写“>”、“=”或“<”)；

(2)小球m1与m2发生碰撞后，m1的落点是图中____点，m2的落点是图中____点；

(3)用实验中测得的数据来表示，只要满足关系式________________，就能说明两球碰撞前后动量是守恒的。

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如图所示，用质量为m的重物通过滑轮牵引小车，使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验。

（1）打点计时器使用的电源是_______（选填选项前的字母）。

A．直流电源 B．交流电源

（2）实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确操作方法是_______（选填选项前的字母）。

A．把长木板右端垫高 B．改变小车的质量

在不挂重物且_______（选填选项前的字母）的情况下，轻推一下小车，若小车拖着纸带做匀速运动，表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A．计时器不打点 B．计时器打点

（3）接通电源，释放小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，将打下的第一个点标为O。在纸带上依次取A、B、C……若干个计数点，已知相邻计数点间的时间间隔为T。测得A、B、C……各点到O点的距离为x1、x2、x3……，如图2所示。

实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小为mg。从打O点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W=_________，打B点时小车的速度v=_________。

（4）以v2为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出如图3所示的v2–W图象。由此图象可得v2随W变化的表达式为_________________。根据功与能的关系，动能的表达式中可能包含v2这个因子；分析实验结果的单位关系，与图线斜率有关的物理量应是_________。

（5）假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响，若重物质量不满足远小于小车质量的条件，则从理论上分析，图4中正确反映v2–W关系的是________。

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学校科技社的同学对一辆自制遥控小车的性能进行研究。他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为v-t图象，图象如图所示（除2～10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）。已知在小车运动的过程中，2～14s时间段内小车的输出功率保持不变，在14s末通过遥控使发动机停止工作而让小车自由滑行，小车的质量m=2.0kg，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变，取g=10m/s2，下列选项正确的是（）