(北京西城区2009年高三上学期期末试题)如图.倾角为θ的斜面固定.有n个质量都为m的相同的小木块放置在斜面上.相邻两小木块间距离都为.最下端的木块距底端也是.小木块与斜面间的动摩擦因数都为μ.在开始——青夏教育精英家教网—

24.(北京西城区2009年高三上学期期末试题)如图，倾角为θ的斜面固定。有n个质量都为m的相同的小木块(可视为质点)放置在斜面上。相邻两小木块间距离都为，最下端的木块距底端也是，小木块与斜面间的动摩擦因数都为μ。在开始时刻，第一个小木块从斜面顶端以初速度v₀沿斜面下滑，其余所有木块都静止，由于第一个木块的下滑将依次引起一系列的碰撞。设每次碰撞的时间极短，在每次碰撞后，发生碰撞的木块都粘在一起运动，直到最后第n个木块到达底端时，速度刚好为零。已知重力加速度为g．求：

(1)第一次碰撞后小木块1的速度大小v；

(2)从第一个小木块开始运动到第一次碰撞后系统损失的机械能；

(3)发生一系列碰撞后，直到最后第n个木块到达底端，在整个过程中，由于碰撞所损失的总机械能_总。

解：(1)设小木块1碰前的速度为v₁，从开始运动到碰前，根据动能定理

　　　　　　　　　　(2分)

　　对小木块1和2，由动量守恒　　 mv₁= 2mv　　　　　　(1分)

　　　　求出　　　　　　　　(1分)

(2)碰撞前损失的机械能为　 ₁= μmgcosθ·l　　　　　 (1分)

　　因碰撞损失的机械能为　　　　(1分)

　　求出　　(1分)

(3)对n个木块碰撞的全过程

重力做的总功(1分)

克服摩擦做的总功

　　　 (1分)

根据功与能的关系　　　　　　　　　(2分)

由以上各式求出　　(1分

23.(2009江苏省高淳外校月考)　如图所示，质量分别为2m和3m的两个小球固定在一根直角尺的两端A、B，直角尺的定点O处有光滑的固定转动轴，AO、BO的长分别为2L和L，开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方，让该系统由静止开始自由转动，求

(1)当A达到最低点时，A小球的速度大小v；

(2)B球能上升的最大高度h。(不计直角尺的质量)

答案：直角尺和两个小球组成的系统机械能守恒

(1)由

(2)设B球上升到最高时OA与竖直方向的夹角为θ，则有

则B球上升最大高度h=L(1+sinθ)=32L/25

22.(2009江苏省华罗庚中学月考)　如图所示，在同一竖直平面内的两正对着的相同半圆光滑轨道，相隔一定的距离，虚线沿竖直方向，一小球能在其间运动，今在最高点A与最低点B各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来，当轨道距离变化时，测得两点压力差与距离x的图像如图，g取10 m/s²，不计空气阻力，求：

(1)小球的质量为多少？

(2)若小球的最低点B的速度为20 m/s，为使小球能沿轨道运动，x的最大值为多少？

答案(1)设轨道半径为R，由机械能守恒定律；

　　……………(1)

　对B点：　………(2)

　对A点：　……(3)

由(1)(2)(3)式得：

两点压力差　………(4)

由图象得：截距　得　 ………(5)

　 (2)因为图线的斜率　得　……(6)

　在A点不脱离的条件为：　……(7)

　由(1)(5)(6)(7)式得：　………(8)

21.(2009广东省教苑中学模拟) 如图所示，滑块在恒定外力F＝2mg的作用下从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤去外力，又沿竖直面内的光滑半圆形轨道运动，且恰好通过轨道最高点C，滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A，求AB段与滑块间的动摩擦因数。

答案　设圆周的半径为R，则在C点：mg＝m①　　　　

离开C点，滑块做平抛运动，则2R＝gt²／2 ②　

V₀t＝s_AB③　　　 (3分)

由B到C过程，由机械能守恒定律得：mv_C²/2+2mgR＝mv_B²/2 ④　　　

由A到B运动过程，由动能定理得：　　⑤　　

由①②③④⑤式联立得到：　　　　　　　　　　　　　

20.(2009山东日照模拟) 　如图所示，为光电计时器的实验简易示意图。当有不透光物体从光电门问通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光滑水平导轨MN上放置两个相同的物块A和B，左端挡板处有一弹射装置P，右端N处与水平传送带平滑连接，今将挡光效果好，宽度为d=3．6×10^-3m的两块黑色磁带分别贴在物块A和和B上，且高出物块，并使高出物块部分在通过光电门时挡光。传送带水平部分的长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m／s匀速转动。物块A、B与传送带间的动摩擦因数p=O．2，且质量为m_A=m_B=

l kg开始时在A和B之间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止状态，现解除锁定，弹开物块A和B，迅速移去轻弹簧，两物块第一次通过光电门，计时器显示读数均为t=9．0×10^-4s，重力加速度g取10m／s²，试求：

(1)弹簧储存的弹性势能E_p

(2)物块B沿传送带向右滑动的最远距离s_m；

(3)物块B滑回水平面MN的速度大小；

答案：(1)解除锁定，弹开物块AB后，两物体的速度大小V_A=v_B==4.0m/s

弹簧储存的弹性势能J

(2)物块B滑上传送带做匀减速运动，当速度减为零时，滑动的距离最远。

由动能定理得　　　　　　　　得　　　

(3)v_B’= = 4m／s

19. (2009广东省广大附中模拟) 　如图所示，质量为M的平板车P高h，质量为m的小物块Q的大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平面地面上。一不可伸长的轻质细绳长为R，一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球(大小不计)。今将小球拉至悬线与竖直位置成60⁰角，由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无能量损失，已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为μ，M：m＝4：1，重力加速度为g。求：

(1)小物块到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度是多大？

(2)小物块Q离开平板车时平板车的速度为多大？

　 (3)平板车P的长度为多少？

　 (4)小物块Q落地时距小球的水平距离为多少？

答案： (1)小球由静止摆到最低点的过程中，有：

(2)小球与物块Q相撞时，没有能量损失，动量守恒，机械能守恒，则：

可知二者交换速度：，　　

Q在平板车上滑行的过程中，有：　　

则小物块Q离开平板车时平板车的速度为：　　

(3)由能的转化和守恒定律，知　

解得，　

18.(2009江苏省江浦中学月考)　光滑的长轨道形状如图所示，底部为半圆型，半径R，固定在竖直平面内。AB两质量相同的小环用长为R的轻杆连接在一起，套在轨道上。将AB两环从图示位置静止释放，A环离开底部2R。不考虑轻杆和轨道的接触，即忽略系统机械能的损失，求：

(1)AB两环都未进入半圆型底部前，杆上的作用力。

(2)A环到达最低点时，两球速度大小。

(3)若将杆换成长　　　，A环仍从离开底部2R处静止释放，经过半圆型底部再次上升后离开底部的最大高度。

答案　 ⑴ 对整体自由落体，加速度为g；以A为研究对象，A作自由落体则杆对A一定没有作用力。

⑵ AB都进入圆轨道后，两环具有相同角速度，则两环速度大小一定相等

整体机械能守恒：　　　

⑶　 A再次上升后，位置比原来高h，如图所示。

由动能定理　　　　，　

A离开底部　

17.(2009广东省实验中学模拟)　如图所示，矩形盒的质量为，底部长度为，放在水平面上，盒内有一质量为可视为质点的物体，与、与地面的动摩擦因数均为，开始时二者均静止，在的左端。向右的水平初速度，以后物体与盒的左右壁碰撞时，始终向右运动。当与的左壁最后一次碰撞后，立刻停止运动，继续向右滑行()后也停止运动。

(1)与第一次碰撞前，是否运动？

(2)若第一次与碰后瞬间向左运动的速率为，求此时矩形盒的速度大小

(3)当停止运动时，的速度是多少？

答案　 (1)与第一次碰撞前，A、B之间的压力等于A的重力，即

　A对B的摩擦力

而B与地面间的压力等于A、B重力之和，即

　　　　地面对B的最大静摩擦力

　　　　　　　　　故与第一次碰撞前，B不运动

(2)设A第一次碰前速度为v，碰后B的速度为v₂

　　则由动能定理有………………

…

　　碰撞过程中动量守恒……………………

有　　　　 ……………

解得…………

(3)当停止运动时，继续向右滑行()后停止，设B停止时，的速度为，则由动能定理………………

得……………

解得………………

16.(2009广东省茂名模拟) 如图所示,劲度系数为k的轻弹簧,左端连着绝缘介质小球B，右端连在固定板上，放在光滑绝缘的水平面上。整个装置处在场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一质量为m、带电荷量为+q的小球A，从距B球为S处自由释放，并与B球发生碰撞。碰撞中无机械能损失，且A球的电荷量始终不变。已知B球的质量M=3m，B球被碰后作周期性运动，其运动周期(A、B小球均可视为质点)。