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如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但不连接,该整体静止...

如图所示,一轻质弹簧的一端固定在滑块B上,另一端与滑块C接触但不连接,该整体静止在光滑水平地面上,并且C被锁定在地面上.现有一滑块A从光滑曲面上离地面h高处由静止开始下滑,与滑块B发生碰撞并粘连在一起压缩弹簧,当速度减为碰后速度一半时滑块C解除锁定.已知mAmmB=2mmC=3m.求:

(1)滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度;

(2)被压缩弹簧的弹性势能的最大值.

 

(1) (2) 【解析】 (1)滑块A下滑过程中机械能守恒,设A到达水平面时速度为v1,由机械能守恒定律有: mAgh=mAv12,解得v1= A、B碰撞过程动量守恒,设滑块A与滑块B碰撞结束瞬间的速度为v2,由动量守恒定律有 mAv1=(mA+mB)v2, 解得v2=. (2)滑块C解除锁定后,滑块A、B继续压缩弹簧,被压缩弹簧的弹性势能最大时,滑块A、B、C速度相等,设为v3,由动量守恒定律有:(mA+mB)=(mA+mB+mC)v3. 故v3=v2=. 滑块A、B发生碰撞后到弹簧压缩最大,A、B、C及弹簧组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律有:Epmax=(mA+mB)v22-(mA+mB+mC)v32, 解得Epmax=mgh.
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考点分析:
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如图所示,质量为M的滑块静止在光滑的水平桌面上,滑块的光滑弧面底部与桌面相切,一质量为m的小球以速度v0向滑块滚来,设小球不能越过滑块,:

(1)小球到达最高点时小球和滑块的速度分别为多少?

(2)小球上升的最大高度.

 

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如图所示,物块AB通过一根轻质不可伸长的细绳连接,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg.初始时A静止于水平地面上,B悬于空中.先将B竖直向上再举高h=1.8 m(未触及滑轮)然后由静止释放.一段时间后细绳绷直,AB以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触.取g=10 m/s2.空气阻力不计.求:

(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t

(2)A的最大速度v的大小;

(3)初始时B离地面的高度H

 

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课外科技小组制作一只水火箭,用压缩空气压出水流使火箭运动.假如喷出的水流流量保持为2×104 m3/s,喷出速度保持为对地10 m/s.启动前火箭总质量为1.4 kg,则启动2 s末火箭的速度可以达到多少?已知火箭沿水平轨道运动阻力不计,水的密度是1.0×103 kg/m3.

 

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如图所示为某种弹射装置的示意图,该装置由三部分组成,传送带左边是足够长的光滑水平面,一轻质弹簧左端固定,右端连接着质量M=6.0kg的物块A。装置的中间是水平传送带,它与左右两边的台面等高,并能平滑对接。传送带的皮带轮逆时针匀速转动,使传送带上表面以u=2.0m/s匀速运动。传送带的右边是一半径R=1.25m位于竖直平面内的光滑圆弧轨道。质量m=2.0kg的物块B圆弧的最高处由静止释放。已知物块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,传送带两轴之间的距离l=4.5m。设第一次碰撞前,物块A静止,物块BA发生碰撞后被弹回,物块AB的速度大小均等于B的碰撞前的速度的一半。取g=10m/s2。求:

(1)物块B滑到圆弧的最低点C时对轨道的压力;

(2)物块B与物块A第一次碰撞后弹簧的最大弹性势能;

(3)如果物块AB每次碰撞后,物块A再回到平衡位置时弹簧都会被立即锁定,而当它们再次碰撞前锁定被解除,求物块B经第一次与物块A碰撞后在传送带上运动的总时间。

 

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如图所示,一水平方向的传送带以恒定速度v=2m/s沿顺时针方向匀速转动,传送带右端固定着一光滑的四分之一圆弧轨道,并与圆弧下端相切.一质量为m=1kg的物体自圆弧轨道的最高点由静止滑下,圆弧轨道的半径为R=0.45m,物体与传送带之间的动摩擦因数为μ=0.2,不计物体滑过圆弧轨道与传送带交接处时的能量损失,传送带足够长,g10m/s2.求:

(1)物体第一次滑到圆弧轨道下端时,对轨道的压力大小FN

(2)物体从第一次滑上传送带到离开传送带的过程中,摩擦力对传送带做的功W,以及由于摩擦而产生的热量Q.

 

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