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11、(14).解:设子弹射入木块瞬间速度为v,射入木块后的速度为vB,到达C点时的速度为vC。子弹射入木块时,系统动量守恒,可得:0vMmmv①木块(含子弹)在BC段运动,满足机械能守恒条件,可得22)(21)(221CBvMmgMmRvMm②木块(含子弹)在C点做圆周运动,设轨道对木块的弹力为T,木块对轨道的压力为T′,可得:RvMmgMmTC2)()(③又:T=T′=(M+m)g④由①、②、③、④方程联立解得:子弹射入木块前瞬间的速度:RgmMmv6)(12、(1)塑胶炸药爆炸瞬间取A和B为研究对象,假设爆炸后瞬间AB的速度大小分别为vA、vB,取向右为正方向由动量守恒:-mAvA+mBmB=0爆炸产生的热量由9J转化为AB的动能:222121BBAAvmvmE带入数据解得:vA=vB=3m/s由于A在炸药爆炸后再次追上B的时候弹簧恰好第一次恢复到原长,则在A追上B之前弹簧已经有一次被压缩到最短,(即弹性势能最大)爆炸后取BC和弹簧为研究系统,当弹簧第一次被压缩到最短时BC达到共速vBC,此时弹簧的弹性势能最大,设为Ep1由动量守恒:mBvB=(mB+mC)vBC由能量定恒定定律:PBcCBBBEvmmvm22)(2121带入数据得:EP1=3J(2)设BC之间的弹簧第一次恢复到原长时B、C的速度大小分别为vB1和vC1,则由动量守恒和能量守恒:mBvB=mBvB1+mCvC121212212121CCBBBBvmvmvm带入数据解得:vB1=-1m/svC1=2m/s(vB1=3m/svC1=0m/s不合题意,舍去。)A爆炸后先向左匀速运动,与弹性挡板碰撞以后速度大小不变,反向弹回。当A追上B,发生碰撞瞬间达到共速vAB由动量守恒:mAvA+mBvB1=(mA+mB)vAB解得:vAB=1m/s当ABC三者达到共同速度vABC时,弹簧的弹性势能最大为EP2由动量守恒:(mA+mB)vAB+mCvC1=(mA+mB+mC)vABC由能量守恒:22212)(2121)(21PABCCBACABBAEvmmmvmvmm带入数据得:EP2=0.5J13.解:由题意知,小车质量m=3.0kg,速度v1=2.0m/s;水流速度v2=2.4m/s,水流流量Q=5100.5m3/s,水的密度ρ=3100.1kg/m3.设经t时间,流人车内的水的质量为M,此时车开始反向运动,车和水流在水平方向没有外力,动量守恒,所以有mv1-Mv2=0①(3分)又因为M=ρV②(2分)V=Qt③(3分)由以上各式带入数据解得t=50s④(2分)14.解:物体从圆弧的顶端无摩擦地滑到圆弧的底端过程中,水平方向没有外力.设物体滑到圆弧的底端时车速度为v1,物体速度为v2对物体与车,由动量及机械能守恒得0=Mv1-mv2(2分)mgR=21Mv21+21mv22(2分)物体滑到圆弧底端后车向右做匀速直线运动,物体向左做平抛运动,所以有h=21gt2(2分)L=(v1+v2)t(2分)由以上各式带入数据解得R=0.055m(2分)15.解:对A、B、C及弹簧组成的系统,当弹簧第一次恢复原长时,设B、C共同速度大小为v0,A的速度大小为vA,由动量守恒定律有:2mvA=(m+m)v0①(2分)即vA=v0由系统能量守恒有:202)(21221vmmmvEA②(2分)此后B、C分离,设C恰好运动至最高点Q的速度为v,由机械能守恒有:22021212mvmvRmg③(2分)在最高点Q,由牛顿第二定律有:Rvmmg2④(2分)联立①~④式解得:E=10mgR(2分)16.解:开始时A处于平衡状态,有k△x=mg(1分)设当C下落h高度时的速度为v,则有:221mvmgh(1分)设C与A碰撞粘在一起时速度为v′,根据动量守恒定律有:mv=2mv′(2分)由题意可知A与C运动到最高点时,B对地面无压力,即k△x′=mg(1分)可见:△x=△x′(2分)所以最高点时弹性势能与初始位置弹性势能相等.根据机械能守恒定律有:)(2)(212xxmgvmm(3分)解得:kmgh8(2分)17.解:⑴以物块和车为系统,由动量守恒定律得:vmMmvMv)(00(2分)代入已知数据解得,共同速度:v=1m/s(2分)⑵设物块受到的摩擦力为f,对物块由动能定理得:20210mvfs(2分)代入已知数据解得:f=5N(2分)物块与A第二次碰撞前已与车保持相对静止,对系统由能量守恒定律得:220)(21)21vmMvmMfs+(=相对(2分)代入已知数据解得:s相对=1.2m(2分)18.解:以地面为参考系,整个过程中,小滑块向右做初速为零的匀加速直线运动.撤去拉力F前,木板向右做初速为零的匀加速直线运动;撤去拉力F后,木板向右做匀减速直线运动.要使小滑块从木板上掉下来,拉力F作用的最短时间对应的过程是:小滑块滑到木板左端时恰好与木板保持相对静止(即与木板达到共同的速度).设拉力F作用的最短时间为t,撤去拉力前木板的位移为s0,小滑块滑到木板左端并恰好与木板达到的共同速度为v.整个过程对系统由动量定理得:vmMFt)((3分)撤去拉力F前木板的位移为:2021tMmgFs(3分)整个过程对系统由功能关系得:20)(21vmMmgLFs(4分)联立以上各式,代入已知数据求得:t=1s.(2分)第Ⅱ卷(非选择题共110分)三、本题共6小题,共88分。解答应写出必要的文字说明、重要方程式和主要演算步骤,有数值计算的要明确写出数值和单位.14.(12分)如图所示,AB为一光滑水平横杆,杆上套一质量为M的小圆环,环上系一长为L质量不计的细绳,绳的另一端拴一质量为m的小球,现将绳拉直,且与AB平行,由静止释放小球,则当线绳与AB成θ角时,圆环移动的距离是多少?15.(14分)如图所示,一质量为M的平板车B放在光滑水平面上,在其右端放一质量为m的小木块A,m<M,A、B间动摩擦因数为μ,现给A和B以大小相等、方向相反的初速度v0,使A开始向左运动,B开始向右运动,最后A不会滑离B,求:(1)A、B最后的速度大小和方向;(2)从地面上看,小木块向左运动到离出发点最远处时,平板车向右运动的位移大小。16.(1)(6分)质量为M的小车,如图所示,上面站着一个质量为m的人,以v0的速度在光滑的水平面上前进。现在人用相对于地面速度大小为u水平向后跳出。求:人跳出后车的速度?(17)(7分)质量为m的物体,在倾角为的光滑斜面上由静止开始下滑,经过时间t,物体速度为v,如图所示,求物体的重力,斜面对物体支持力及物体所受合力对该物体的冲量?(18)、(9分)如图所示,有两个物体A,B,紧靠着放在光滑水平桌面上,A的质量为2kg,B的质量为3kg。有一颗质量为100g的子弹以800m/s的水平速度射入A,经过0.01s又射入物体B,最后停在B中,A对子弹的阻力为3×103N,求A,B最终的速度。(19)、(10分)如图所示,在光滑水平面上有一辆质量M=4kg的平板小车,车上的质量为m=1.96kg的木块,木块与小车平板间的动摩擦因数μ=0.2,木块距小车左端1.5m,车与木块一起以V=0.4m/s的速度向右行驶。一颗质量m0=0.04kg的子弹水平飞来,在很短的时间内击中木块,并留在木块中,(g=10m/s2)如果木块不从平板车上掉下来,子弹的初速度可能多大?17.(14分)平板小车C放在光滑水平面上,现有质量为2m的物块A和质量为m的木块B,分别以002和的初速度沿同一直线从小车的两端水平相向滑上小车,如图所示,设A、B两物块与小车的动摩擦因数分别为和2,小车的质量为3m,A、B均可视为质点。(1)在A、B物块同时相对小车滑动过程中,简要分析小车的运动状态。(2)为使A、B两物块不相碰,平板小车至少要多长?18.(16分)如图所示,光滑水平面上放有用绝缘材料制成的“L”型滑板,其质量为M,平面部分的上表面光滑且足够长。在距滑板的A端为l的B处放置一个质量为m、带电荷量为+q的物体C(可视为质点),在水平的匀强电场作用下,由静止开始运动。已知:M=3m,电场强度为E。假设物体C在运动及与滑板A端相碰过程中电荷量不变。(1)求物体C第一次与滑板A端相碰前瞬间的速度大小。(2)若物体C与滑板A端相碰的时间极短,而且碰后弹回的速度大小是碰前速度大小的51,求滑板被碰后的速度大小。(3)求物体C从开始运动到与滑板A第二次碰撞这段时间内,电场力对物体C做的功。ABCEl
本文标题:动量守恒答案
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