12.(09·天津·10) 如图所示,质量m1=0.3 kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长L=15 m,现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10 m/s2

(1)物块在车面上滑行的时间t;

(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少。

答案:(1)0.24s  (2)5m/s

解析:本题考查摩擦拖动类的动量和能量问题。涉及动量守恒定律、动量定理和功能关系这些物理规律的运用。

(1)设物块与小车的共同速度为v,以水平向右为正方向,根据动量守恒定律有

                      ①

设物块与车面间的滑动摩擦力为F,对物块应用动量定理有

                      ②

其中                         ③

解得

代入数据得                          ④

(2)要使物块恰好不从车厢滑出,须物块到车面右端时与小车有共同的速度v′,则

                          ⑤

由功能关系有

                   ⑥

代入数据解得     =5m/s

故要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车的速度v0′不能超过5m/s。

11.(09·北京·24)才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的简化力学模型。如图2

(1)如图1所示,ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC段水平,AB段与BC段平滑连接。质量为的小球从高位处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道BC段上质量为的小球发生碰撞,碰撞后两球两球的运动方向处于同一水平线上,且在碰撞过程中无机械能损失。求碰撞后小球的速度大小

(2)碰撞过程中的能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。为了探究这一规律,我们所示,在固定光滑水平轨道上,质量分别为、……的若干个球沿直线静止相间排列,给第1个球初能,从而引起各球的依次碰撞。定义其中第个球经过依次碰撞后获得的动能之比为第1个球对第个球的动能传递系数

a.求

b.若为确定的已知量。求为何值时,值最大

解析:

(1)设碰撞前的速度为,根据机械能守恒定律

      ①

设碰撞后m1与m2的速度分别为v1和v2,根据动量守恒定律

      ②

由于碰撞过程中无机械能损失

    ③

②、③式联立解得

         ④

  将①代入得④

 

(2)a由④式,考虑到

根据动能传递系数的定义,对于1、2两球

   ⑤

同理可得,球m2和球m3碰撞后,动能传递系数k13应为

     ⑥

依次类推,动能传递系数k1n应为

解得

b.将m1=4m0,m3=mo代入⑥式可得

为使k13最大,只需使

 0  421651  421659  421665  421669  421675  421677  421681  421687  421689  421695  421701  421705  421707  421711  421717  421719  421725  421729  421731  421735  421737  421741  421743  421745  421746  421747  421749  421750  421751  421753  421755  421759  421761  421765  421767  421771  421777  421779  421785  421789  421791  421795  421801  421807  421809  421815  421819  421821  421827  421831  421837  421845  447090 

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