17.(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
16.(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………………
15.(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)。
(1)求A球与B球第一次碰撞后瞬间,A球的速度V1和B球的速度V2;
(2)要使A球与B球第二次仍在B球的初始位置迎面相碰,求劲度系数k的可能取值。
答案 :(1)设A球与B球碰撞前瞬间的速度为v0,
由动能定理得, ①
解得: ②
碰撞过程中动量守恒 ③
机械能无损失,有 ④
解得 负号表示方向向左
方向向右
(2)要使m与M第二次迎面碰撞仍发生在原位置,则必有A球重新回到O处所用的时间t恰好等于B球的
⑥
(n=0 、1 、2 、3 ……) ⑦
由题意得: ⑧
解得: (n=0 、1 、2 、3 ……) ⑨
14.(2009山东省泰安模拟) 如图所示,位于光滑水平面桌面上的滑 块P和Q都视作质点,质量均为,与轻质弹簧相连,设Q静止,P以某一初速度向Q运动并与弹簧发生碰撞,在整个过程中,弹簧具有的最大弹性势能等于____________.
答案
13.(2009山东莱芜四中模拟) 铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落,在下落过程中,下列判断中正确的是( B )
A. 金属环在下落过程中的机械能守恒
B. 金属环在下落过程动能的增加量小于其重力势能的减少量
C. 金属环的机械能先减小后增大
D. 磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力
12.(2009年广大附中模拟) . 如图所示,在光滑的水平板的中央有一光滑的小孔,用不可伸长的轻绳穿过小孔,绳的两端分别挂上小球C和物体B,在B的下端再挂一重物A,现使小球C在水平板上以小孔为圆心做匀速圆周运动,稳定时圆周运动的半径为R,现剪断连接A、B的绳子,稳定后,小球以另一半径在水平面上做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( AD )
A.小球运动半周,剪断连接A、B的绳子前受到的冲量大些
B.剪断连接A、B的绳子后,B、C的机械能增加
C.剪断连接A、B的绳子后,C的机械能不变
D.剪断连接A、B的绳子后,A、B、C的总机械能不变(A未落地前)
11.(江苏省上冈中学月考) 如图所示,A、B、O、C为在同一竖直平面内的四点,其中A、B、O沿同一竖直线,B、C同在以O为圆心的圆周(用虚线表示)上,沿AC方向固定有一光滑绝缘细杆L,在O点固定放置一带负电的小球.现有两个质量和电荷量都相同的带正电的小球a、b,先将小球a穿在细杆上,让其从A点由静止开始沿杆下滑,后使 b从A点由静止开始沿竖直方向下落.各带电小球均可视为点电荷,则下列说法中正确的是( BC )
A.从A点到C点,小球a做匀加速运动
B.小球a在C点的动能大于小球b在B点的动能
C.从A点到C点,小球a的机械能先增加后减小,但机械能与电势能之和不变
D.小球a从A点到C点的过程中电场力做的功大于小球b从A点到B点的过程中电场力做的功
10.(江苏省江安中学月考) 如图,一轻弹簧左端固定在长木块M的左端,右端与小木块m连接,且m、M及M与地面间接触光滑。开始时,m和M均静止,现同时对m、M施加等大反向的水平恒力F1和F2。从两物体开始运动以后的整个运动过程中,对m、M和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度)。正确的说法是 ( D )
A、由于F1、F2等大反向,故系统机械能守恒
B、F1、F2 分别对m、M做正功,故系统动量不断增加
C、F1、F2 分别对m、M做正功,故系统机械能不断增加
D、当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,m、M的动能最大
9.(山东日照模拟) 如图所示,倾角为30o的斜面体置于水平地面上,一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B,跨过固定于斜面体顶端的光滑支点O。已知A的质量为m,B的质量为4m 现用手托住A,使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力),OB绳平行于斜面,此时物块B静止不动。将 A由静止释放,在其下摆过程中,斜面体始终保持静止,下列判断中正确的是(ABC )
A.物块B受到的摩擦力先减小后增大
B.地面对斜面体的摩擦力方向一直向右
C.小球A与地球组成的系统机械能守恒
D.小球A、物块B与地球组成的系统机械能不守恒
8.(江苏省南阳中学月考)如图所示,在光滑的水平板的中央有一光滑的小孔,一根不可伸长的轻绳穿过小孔.绳的两端分别拴有一小球C和一质量为m的物体B,在物体B的下端还悬挂有一质量为3m的物体A.使小球C在水平板上以小孔为圆心做匀速圆周运动,稳定时,圆周运动的半径为R.现剪断连接A、B的绳子,稳定后,小球以2R的半径在水平面上做匀速圆周运动,则下列说法正确的( D )
A.剪断连接A、B的绳子后,B和C组成的系统机械能增加
B.剪断连接A、B的绳子后,小球C的机械能不变
C.剪断连接A、B的绳子后,物体B对小球做功为3mgR
D.剪断连接A、B的绳子前,小球C的动能为2mgR