14、(天津卷)如图所示,小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h。物块B质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方,物块与水平面间的动摩擦因数为μ。现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为。小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求物块在水平面上滑行的时间t。

解析:  设小球的质量为m,运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为,取小球运动到最低点重力势能为零,根据机械能守恒定律,有

                     ①

得     

设碰撞后小球反弹的速度大小为,同理有

                          ②

得     

设碰撞后物块的速度大小为,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律,有

                           ③

得                                  ④

物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小

                                  ⑤

设物块在水平面上滑行的时间为,根据动量定理,有

                              ⑥

得                                  ⑦

11、(宁夏卷)短跑名将博尔特在北京奥运会上创造了100m和200m短跑项目的新世界纪录,他的成绩分别是9.69 s和l9.30 s。假定他在100 m比赛时从发令到起跑的反应时间是0.15 S,起跑后做匀加速运动,达到最大速率后做匀速运动。200 m比赛时,反应时间及起跑后加速阶段的加速度和加速时间与l00 m比赛时相同,但由于弯道和体力等因素的影响,以后的平均速率只有跑l00 m时最大速率的96%。求:

   (1)加速所用时间和达到的最大速率:

   (2)起跑后做匀加速运动的加速度。

   (结果保留两位小数)

解析:(1)加速所用时间t和达到的最大速率v,

,

联立解得:,

(2)起跑后做匀加速运动的加速度a,

,解得:

12、(全国卷II第24题)如图,MNP 为整直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切于N、P端

固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h,NP长度为s.一木块自M端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在MN段的摩擦可忽略不计,物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ,求物块停止的地方与N点距离的可能值。

解析:根据功能原理,在物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中,物块的重力势能的减少ΔEP与物块克服摩擦力所做功的数值相等。

              ①

  设物块的质量为m,在水平轨道上滑行的总路程为s′,则

            ②

            ③

  连立①②③化简得

              ④

  第一种可能是:物块与弹性挡板碰撞后,在N前停止,则物块停止的位置距N的距离为

        ⑤

  第一种可能是:物块与弹性挡板碰撞后,可再一次滑上光滑圆弧轨道,滑下后在水平轨道上停止,则物块停止的位置距N的距离为

        ⑥

  所以物块停止的位置距N的距离可能为或

 0  274646  274654  274660  274664  274670  274672  274676  274682  274684  274690  274696  274700  274702  274706  274712  274714  274720  274724  274726  274730  274732  274736  274738  274740  274741  274742  274744  274745  274746  274748  274750  274754  274756  274760  274762  274766  274772  274774  274780  274784  274786  274790  274796  274802  274804  274810  274814  274816  274822  274826  274832  274840  447090 

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