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静止在水平地面上的两小物块A、B,质量分别为 ,;两者之间有一被压缩的微型弹簧,...

静止在水平地面上的两小物块AB,质量分别为;两者之间有一被压缩的微型弹簧,A与其右侧的竖直墙壁距离,如图所示.某时刻,将压缩的微型弹簧释放,使AB瞬间分离,两物块获得的动能之和为.释放后,A沿着与墙壁垂直的方向向右运动.AB与地面之间的动摩擦因数均为.重力加速度取AB运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短.

1)求弹簧释放后瞬间AB速度的大小;

2)物块AB中的哪一个先停止?该物块刚停止时AB之间的距离是多少?

3AB都停止后,AB之间的距离是多少?

 

(1)vA=4.0m/s,vB=1.0m/s;(2)B先停止; 0.50m;(3)0.91m; 【解析】 首先需要理解弹簧释放后瞬间的过程内A、B组成的系统动量守恒,再结合能量关系求解出A、B各自的速度大小;很容易判定A、B都会做匀减速直线运动,并且易知是B先停下,至于A是否已经到达墙处,则需要根据计算确定,结合几何关系可算出第二问结果;再判断A向左运动停下来之前是否与B发生碰撞,也需要通过计算确定,结合空间关系,列式求解即可. (1)设弹簧释放瞬间A和B的速度大小分别为vA、vB,以向右为正,由动量守恒定律和题给条件有 ① ② 联立①②式并代入题给数据得 vA=4.0m/s,vB=1.0m/s (2)A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等,因而两者滑动时加速度大小相等,设为a.假设A和B发生碰撞前,已经有一个物块停止,此物块应为弹簧释放后速度较小的B.设从弹簧释放到B停止所需时间为t,B向左运动的路程为sB.,则有 ④ ⑤ ⑥ 在时间t内,A可能与墙发生弹性碰撞,碰撞后A将向左运动,碰撞并不改变A的速度大小,所以无论此碰撞是否发生,A在时间t内的路程sA都可表示为 sA=vAt–⑦ 联立③④⑤⑥⑦式并代入题给数据得 sA=1.75m,sB=0.25m⑧ 这表明在时间t内A已与墙壁发生碰撞,但没有与B发生碰撞,此时A位于出发点右边0.25m处.B位于出发点左边0.25m处,两物块之间的距离s为 s=0.25m+0.25m=0.50m⑨ (3)t时刻后A将继续向左运动,假设它能与静止的B碰撞,碰撞时速度的大小为vA′,由动能定理有 ⑩ 联立③⑧⑩式并代入题给数据得 故A与B将发生碰撞.设碰撞后A、B的速度分别为vA′′以和vB′′,由动量守恒定律与机械能守恒定律有 联立式并代入题给数据得 这表明碰撞后A将向右运动,B继续向左运动.设碰撞后A向右运动距离为sA′时停止,B向左运动距离为sB′时停止,由运动学公式 由④式及题给数据得 sA′小于碰撞处到墙壁的距离.由上式可得两物块停止后的距离  
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考点分析:
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如图所示,在某次车模试车时,一质量m0.45 kg的赛车以某一水平向右的初速度出发,沿水平直线轨道运动到A点后,进入半径R2 m的光滑竖直圆形轨道,圆形轨道间不相互重叠,即赛车离开圆形轨道后可继续向C点运动,C点右侧有一壕沟,CD两点的竖直高度h0.8 m,水平距离s1.6 m,水平轨道AC长为L4.5 m,赛车与水平轨道间的动摩擦因数μ0.1,赛车恰能通过圆形轨道的最高点B,重力加速度g10 m/s2,则:

(1)求赛车在A点的速度;

(2)若赛车再从B到达A点时,恰好有一块橡皮泥从圆心方向落在赛车上,和小车合为一体,若要求赛车不会掉进壕沟,求在A点落在赛车上的橡皮泥的质量范围.

 

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如图所示,质量m0.4 kg的木块以2 m/s的速度水平地滑上静止的平板小车,车的质量M1.6 kg,木块与小车之间的动摩擦因数为0.2(g10 m/s2).设小车足够长,地面光滑.求:

(1)木块和小车相对静止时小车的速度大小;

(2)从木块滑上小车到它们处于相对静止所经历的时间;

(3)从木块滑上小车到它们处于相对静止,木块在小车上滑行的距离.

 

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如图所示,在光滑的水平桌面上有体积相同的两个小球A、B,质量分别为m=0.1kgM=0.3kg,两球中间夹着一根压缩的轻弹簧,原来处于静止状态,同时放开A、B球和弹簧,已知A球脱离弹簧的速度为6m/s,接着A球进入与水平面相切,半径为0.5m的竖直面内的光滑半圆形轨道运动,PQ为半圆形轨道竖直的直径,下列说法正确的是

A.弹簧弹开过程,弹力对A的冲量大于对B的冲量

B.A球脱离弹簧时B球获得的速度大小为2m/s

C.A球从P点运动到Q点过程中所受合外力的冲量大小为1N·s

D.若半圆轨道半径改为0.9m,则A球不能到达Q

 

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如图所示,在光滑水平面上的两小球发生正碰小球的质量分别为图乙为它们碰撞前后的位移时间图象已知由此可以判断

A.碰前静止,向右运动

B.碰后都向右运动

C.

D.碰撞过程中系统损失了的机械能

 

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如图所示,将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上,左侧靠墙角,右侧靠一质量为M2的物块.今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始落下,与圆弧槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是( )

A.小球在槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒

B.小球在槽内运动的全过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统动量守恒

C.小球离开C点以后,将做竖直上抛运动

D.槽将不会再次与墙接触

 

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