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如图所示,在光滑水平面上有质量为m的小物块a以初速度v0水平向右运动,在小物块a...

如图所示,在光滑水平面上有质量为m的小物块a以初速度v0水平向右运动,在小物块a左右两侧各放置完全相同的小物块bc,小物块bc上各固定一个轻弹簧,小物块bc的质量均为km,其中k123…,弹簧始终处于弹性限度内.求:

(1)小物块a第一次与小物块c碰撞时,弹簧的最大弹性势能为多大?

(2)若小物块a至少能与小物块c碰撞2次,k的最小值为多少?

 

(1) (2)5 【解析】 (1)小物块a和c相互作用,两者速度相等时弹簧的弹性势能最大,对于小物块a和c,根据动量守恒定律有 mv0=(m+km)v 根据能量转化和守恒定律有 Epmax=(m+km)v2 联立解得 Epmax= (2)设小物块a第一次离开小物块c时,小物块a和c的速度分别为v1、v2,对于小物块a和c根据动量守恒定律有 mv0=mv1+kmv2 根据机械能守恒定律有 联立解得,小物块a的速度为 v1=v0 小物块c的速度为 v2=v0 小物块a离开c后与小物块b作用,当小物块a离开b时,小物块a和小物块b的速度分别为v′1、v′2,对于小物块a和b,根据动量守恒定律有 mv1=mv′1+kmv′2 根据机械能守恒定律有 联立解得 v′1=v0 若小物块a和c至少碰撞2次,则有v′1>v2,由数学知识可得k2-4k-1>0,解得 k>2+ 而k=1、2、3...... 故 kmin=5  
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考点分析:
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如图所示,滑板A放在光滑的水平面上,B滑块可视为质点,AB的质量都是m1kg,如图所示,滑板A放在光滑的水平面上,B滑块可视为质点,AB的质量都是m1kgA的左侧面靠在光滑竖直墙上,A上表面的ab段是光滑的半径为R0.8m的四分之一圆弧,bc段是粗糙的水平面,ab段与bc段相切于b点.已知bc长度为l2m,滑块Ba点由静止开始下滑,取g10m/s2.

(1)求滑块B滑到b点时对A的压力大小;

(2)若滑块Bbc段的动摩擦因数为μμ值满足0.1≤μ≤0.5,试讨论因μ值的不同,滑块B在滑板A上滑动过程中因摩擦而产生的热量(计算结果可含有μ)

 

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如图所示,半径为的四分之三圆周轨道固定在竖直平面内,为圆轨道的圆心,为圆轨道的最高点,圆轨道内壁光滑,圆轨道右侧的水平面与圆心等高.质量为的小球从离点高度为处()的点由静止开始下落,从点进入圆轨道,重力加速度为).

1)小球能否到达点?试通过计算说明;

2)求小球在最高点对轨道的压力范围;

3)通过计算说明小球从点飞出后能否落在水平面上,若能,求落点与点水平距离的范围.

 

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如图所示,在光滑水平面上有一段质量不计,长为6m的绸带,在绸带的中点放有两个紧靠着可视为质点的小滑块AB,现同时对AB两滑块施加方向相反,大小均为F=12N的水平拉力,并开始计时.已知A滑块的质量mA=2kgB滑块的质量mB=4kgAB滑块与绸带之间的动摩擦因素均为μ=0.5AB两滑块与绸带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计绸带的伸长,求:

1t=0时刻,AB两滑块加速度的大小;

203s时间内,滑块与绸带摩擦产生的热量.

 

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已知弹簧所储存的弹性势能与其形变量的平方成正比。如图所示,一轻弹簧左端固定在粗糙的水平轨道M点的竖直挡板上,弹簧处于自然状态时右端位于O点,轨道的MN段与竖直光滑半圆轨道相切于N点。ON长为L=1.9m,半圆轨道半径R=06m现将质量为m的小物块放于O点并用力缓慢向左压缩x时释放,小物块刚好能到达N点;若向左缓慢压缩2x时释放,小物块刚好能通过B点小物块与水平轨道之间的动摩擦因数=0.25。重力加速度取10m/s2

小物快看成质点,求:

(1)小物块刚好能通过B点时的速度大小;

(2)弹簧的压缩量x(结果可用根号表示)

 

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如图所示,半径为r的半圆弧轨道ABC固定在竖直平面内,直径AC水平,一个质量为m的物块从圆弧轨道A端正上方P点由静止释放,物块刚好从A点无碰撞地进入圆弧轨道并做匀速圆周运动,到B点时对轨道的压力大小等于物块重力的2倍,重力加速度为g,不计空气阻力,不计物块的大小,则:

(1)物块到达A点时的速度大小和PA间的高度差分别为多少?

(2)物块从A运动到B所用时间和克服摩擦力做的功分别为多少?

 

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