23.(宣武区)(共18分)如图所示,在一光滑的长直轨道上,放着若干完全相同的小木块,每个小木块的质量均为m,且体积足够小均能够看成质点,其编号依次为0、1、2、……n……,相邻各木块之间的距离分别记作:。在所有木块都静止的初始条件下,有一个沿轨道方向水平向右的恒力F持续作用在0号小木块上,使其与后面的木块连接发生碰撞,假如所有碰撞都是完全非弹性的(碰后合为一体共速运动)。求:

 

  (1)在0号木块与1号木块碰撞后瞬间,其共同速度的表达式;

  (2)若F=10牛,米,那么在2号木块被碰撞后的瞬间,系统的总动能为多少?

  (3)在F=10牛,米的前提下,为了保持正在运动的物块系统在每次碰撞之前的瞬间其总动能都为一个恒定的数值,那么我们应该设计第号和第n号木块之间的距离为多少米?

解析:23.(18分)(1)设:0号与1号碰撞前、后0号的瞬时速度分别为v1

则:

  (2)1号刚刚被碰之后,系统的总动能

2号木块临近被碰前系统的总动能

关系和动量守恒定律有:,…………①

得2号刚被碰之后的系统的总动能

  (3)由题意分析知每次碰撞前系统需保持的总动能为:

将①式道理推广到其他各次碰撞中,可得与第块碰撞前后系统的动能关系为:

l2段应用动能定理有:

段应用动能定理有:

………………

段应用动能定理有:

23.(石景山区)(18分)如图甲所示,物块AB的质量分别是 mA= 4.0kg 和 mB= 3.0kg,用轻弹簧栓接相连放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接触.另有一物块Ct =0时以一定速度向右运动,在 t = 4 s 时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开.物块Cv-t 图象如图乙所示.求:

(1)物块C的质量mC

(2)墙壁对物块B的弹力在 4 s 到12 s 的时间内对B做的功W及对B的冲量I 的大小和方向;

(3)B离开墙后的过程中弹簧具有的最大弹性势能EP

 

解析:23.(18分)

(1)由图知,CA碰前速度为=9m/s,碰后速度为=3m/s,CA碰撞过程动量守恒.

………3分 

=2㎏………2分

(2) 墙对物体B不做功,……2分 

由图知,12s末AC的速度为 = -3m/s,4s到12s,墙对B的冲量为

………2分

I = -36NS……2分

方向向左……1分

(3)12s末B离开墙壁,之后A、B、C及弹簧组成的系统动量和机械能守恒,且当ACB速度v4相等时弹簧弹性势能最大.

 …………2分

 ……2分

=9J……2分   

(西城区)22.(16分)如图所示,竖直平面内的光滑弧形轨道的底端恰好与光滑水平面相切。质量为M=2.0kg的小物块B静止在水平面上。质量为m=1.0kg的小物块A从距离水平面高h=0.45m的P点沿轨道从静止开始下滑,经过弧形轨道的最低点Q滑上水平面与B相碰,碰后两个物体以共同速度运动。取重力加速度g=10m/s2。求

(1)A经过Q点时速度的大小v0

(2)AB碰后速度的大小v

(3)碰撞过程中系统(AB)损失的机械能ΔE

解:22.(16分)

(1)AP滑到Q的过程中,根据机械能守恒定律得

               (2分)

解得A经过Q点时速度的大小          (3分)

(2)AB相碰,根据动量守恒定律得

mv0=(m + M ) v               (2分)

解得            .0m/s           (3分)

(3)根据能量守恒定律得

          (3分)

解得AB碰撞过程中系统损失的机械能ΔE = 3.0 J           (3分)

 0  351487  351495  351501  351505  351511  351513  351517  351523  351525  351531  351537  351541  351543  351547  351553  351555  351561  351565  351567  351571  351573  351577  351579  351581  351582  351583  351585  351586  351587  351589  351591  351595  351597  351601  351603  351607  351613  351615  351621  351625  351627  351631  351637  351643  351645  351651  351655  351657  351663  351667  351673  351681  447090 

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