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如图所示,质量为0.3kg的小车静止在光滑轨道上,在它的下面挂一个质量为0.1k...

如图所示,质量为0.3kg的小车静止在光滑轨道上,在它的下面挂一个质量为0.1kg的小球B,车旁有一支架被固定在轨道上,支架上O点悬挂一个质量仍为0.1kg的小球A,两球的球心至悬挂点的距离均为0.2m.当两球静止时刚好相切,两球心位于同一水平线上,两条悬线竖直并相互平行.若将A球向左拉到图中的虚线所示的位置后从静止释放,与B球发生碰撞,如果碰撞过程中无机械能损失,求碰撞后B球上升的最大高度和小车所能获得的最大速度.

 

0.19m;1.12m/s. 【解析】如图,A球从静止释放后将自由下落至C点悬线绷直,此时速度为vC ∵vC2=2g×2Lsin30°, ∴vC==2m/s. 在线绷直的过程中沿线的速度分量减为零时,A将以切向速度v1沿圆弧运动且 v1=vCcos30°=m/s. A球从C点运动到最低点与B球碰撞前机械能守恒,可求出A球与B球碰前的速度 mAv12+mAgL(1-cos60°)=mAv22 v2===m/s. 因A、B两球发生无能量损失的碰撞且mA=mB,所以它们的速度交换,即碰后A球的速度为零,B球的速度为v2=(m/s). 对B球和小车组成的系统水平方向动量守恒和机械能守恒,当两者有共同水平速度u时,B球上升到最高点,设上升高度为h. mBv2=(mB+M)u, mBv22=(mB+M)u2+mBgh. 解得h=3/16≈0.19m. 在B球回摆到最低点的过程中,悬线拉力仍使小车加速,当B球回到最低点时小车有最大速度vm,设小球B回到最低点时速度的大小为v3,根据动量守恒定律和机械能守恒定律有 mBv2=-mBv3+Mvm, mBv22=mBv32+Mvm2 解得 . 点睛:本题考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的应用,一定要弄清满足动量守恒和机械能守恒的条件,这是熟练应用的基础.  
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考点分析:
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如图所示,一辆质量m=2kg的平板车左端放有质量M=3kg的小滑块,滑块与平板车之间的动摩擦因数μ=04,开始时平板车和滑块共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右运动,并与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变,但方向与原来相反.平板车足够长,以至滑块不会滑到平板车右端.(取g=10m/s2)求:

1)平板车第一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离.

2)平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v

3)为使滑块始终不会滑到平板车右端,平板车至少多长?

 

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如图所示,AOB是光滑水平轨道,BC是半径为R的光滑的固定圆弧轨道,两轨道恰好相切于B点。质量为M的小木块静止在O点,一颗质量为m的子弹以某一初速度水平向右射入小木块内,并留在其中和小木块一起运动,且恰能到达圆弧轨道的最高点C(木块和子弹均看成质点)。

求子弹射入木块前的速度。

若每当小木块返回到O点或停止在O点时,立即有一颗相同的子弹射入小木块,并留在其中,则当第9颗子弹射入小木块后,小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多少?

 

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在光滑的水平面上停放着一辆质量为M的小车,质量为m的物体与一轻弹簧固定相连,弹簧的另一端与小车左端固定连接,将弹簧压缩后用细线将m栓住,m静止在小车上的A点,如图所示.设m与M间的动摩擦因数为μ,O点为弹簧原长位置,将细线烧断后,m、M开始运动.

(1)当物体m位于O点左侧还是右侧,物体m的速度最大?简要说明理由.

(2)若物体m达到最大速度v1时,物体m已相对小车移动了距离s.求此时M的速度v2和这一过程中弹簧释放的弹性势能E

(3)判断m与M的最终运动状态是静止、匀速运动还是相对往复运动?并简要说明理由.

 

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一平直长木板C静止在光滑水平面上,今有两小物块A和B分别以2v0和v0的初速度沿同一直线从长木板C两端相向水平地滑上长木板,如图所示.设A、B两小物块与长木板C间的动摩擦因数均为μ,A、B、C三者质量相等.

①若A、B两小物块不发生碰撞,则由开始滑上C到静止在C上止,B通过的总路程是多大?经过的时间多长?

②为使A、B两小物块不发生碰撞,长木板C的长度至少多大?

 

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在光滑水平面上静置有质量均为m的木板AB和滑块CD,木板AB上表面粗糙,动摩擦因数为μ,滑块CD上表面为光滑的1/4圆弧,它们紧靠在一起,如图所示.一可视为质点的物块P质量也为m,它从木板AB右端以初速v0滑入,过B点时速度为v0/2,后又滑上滑块,最终恰好滑到最高点C处,求:

(1)物块滑到B处时,木板的速度vAB

(2)木板的长度L;

(3)物块滑到C处时滑块CD的动能.

 

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