题目内容

【题目】用不可伸长的细线悬挂一质量为M的小木块,木块静止,如图所示,现有一质量为m的子弹自左向右水平射入木块,并停留在木块中,子弹初速度为,则下列判断正确的是( )

A. 从子弹射向木块到一起上升到最高点的过程中系统的机械能不守恒

B. 子弹射入木块瞬间动量守恒,故子弹射入木块瞬间子弹和木块的共同速度为

C. 忽略空气阻力,子弹和木块一起上升过程中系统机械能守恒,其机械能等于子弹射入木块前的动能

D. 子弹和木块一起上升的最大高度为

【答案】AB

【解析】

从子弹射向木块到一起运动到最高点的过程可以分为两个阶段:子弹射入木块的瞬间系统动量守恒,但机械能不守恒,有部分机械能转化为系统内能,之后子弹在木块中与木块一起上升,该过程只有重力做功,机械能守恒,所以整个过程的机械能不守恒。故A正确;由子弹射入木块瞬间,取向右为正方向,由动量守恒定律得:mv0=(M+m)v,可得子弹射入木块瞬间子弹和木块的共同速度为 v=.故B正确。忽略空气阻力,子弹和木块一起上升过程中,只有重力做功,系统机械能守恒,由于子弹射入木块的过程机械能有损失,所以其机械能小于子弹射入木块前的动能,故C错误;子弹射入木块后子弹和木块一起上升,由机械能守恒定律得 (M+m)v2=(M+m)gh,可得上升的最大高度为.故D错误。故选AB。

练习册系列答案
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【题目】如图所示,水平传送带上A、B两端点间距L=4m,半径R=1m的光滑半圆形轨道固于竖直平面内,下端与传送带B相切。传送带以v0=4m/s的速度沿图示方向匀速运动,质量m=lkg的小滑块由静止放到传送带的A端,经一段时间运动到B端,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2。

(1)求滑块到达B端的速度;

(2)求滑块由A运动到B的过程中,滑块与传送带间摩擦产生的热量;

(3)仅改变传送带的速度,其他条件不变,计算说明滑块能否通过圆轨道最高点C。

【答案】(1)vB=4m/s (2)Q=8J (3)不能通过最高点

【解析】试题分析:⑴滑块开始时在传送带上先向右做加速运动,若传送带足够长,设当滑块速度v=v0时已运动距离为x,根据动能定理有:μmgx=-0

解得:x=1.6m<L, 所以滑块将以速度v=v0=4m/s做匀速运动至B端

⑵设滑块与传送带发生相对运动的时间为t,则:v0=μgt

皮带通过的位移为:x′=v0t

滑块与传送带之间相对滑动的距离为:Δx=x′-x

滑块与传送带之间产生的热量为:Q=μmgΔx

联立以上各式解得:Q=8J

⑶设滑块通过最高点C的最小速度为vC,经过C点时,根据向心力公式和牛顿第二定律有:mg=

在滑块从B运动到C的过程中,根据动能定理有:-2mgR=-

解得要使滑块能通过圆轨道最高点C时经过B的速度最小为:vB=m/s

若仅改变传送带的速度,其他条件不变,使得滑块一直做匀加速直线运动至B的速度为最大速度,设为vm,根据动能定理有:μmgL=-0

解得:vm=m/s<vB=m/s,所以仅改变传送带的速度,滑块不能通过圆轨道最高点

考点:本题主要考查了匀变速直线运动规律、牛顿第二定律、动能定理、功能关系的应用问题,属于中档题。

【题型】解答题
【结束】
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【题目】如图所示,在xOy平面内,y轴左侧有沿x轴正方向的匀强电场,电场强度大小为E;在0<x<L区域内,x轴上、下方有相反方向的匀强电场,电场强度大小均为2E;在x>L的区域内有垂直于xOy平面的匀强磁场,磁感应强度大小不变、方向做周期性变化.一电荷量为q、质量为m的带正电粒子(粒子重力不计),由坐标为(-L, )的A点静止释放.

(1)求粒子第一次通过y轴时速度的大小;

(2)求粒子第一次射入磁场时的位置坐标及速度;

(3)现控制磁场方向的变化周期和释放粒子的时刻,实现粒子能沿一定轨道做往复运动,求磁场的磁感应强度B的大小取值范围.

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