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如图所示,光滑水平面上有一质量M=4.0kg的平板车,车的上表面右侧是一段长L=...

如图所示,光滑水平面上有一质量M=40kg的平板车,车的上表面右侧是一段长L=10m的水平轨道,水平轨道左侧是一半径R=025m的1/4光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O′点相切车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量m=10kg的小物块可视为质点紧靠弹簧,小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=05整个装置处于静止状态现将弹簧解除锁定,小物块被弹出,恰能到达圆弧轨道的最高点A不考虑小物块与轻弹簧碰撞时的能量损失,不计空气阻力,取g=10m/s2求:

1解除锁定前弹簧的弹性势能;

2小物块第二次经过O′点时的速度大小;

3小物块与车最终相对静止时距O′点的距离

 

(1)7.5J(2)2.0m/s(3)0.5m 【解析】 试题分析:(1)平板车和小物块组成的系统,水平方向动量守恒,解除锁定前,总动量为零,故小物块到达圆弧最高点A时,二者的共同速度v共=0 设弹簧解除锁定前的弹性势能为Ep,上述过程中系统能量守恒,则有 Ep=mgR+μmgL 代入数据解得 Ep=7.5J (2)设小物块第二次经过O'时的速度大小为vm,此时平板车的速度大小为vM,研究小物块在平板车圆弧面上的下滑过程,由系统动量守恒和机械能守恒有0=mvm-MvM mgR=mvm2+MvM2 代入数据解得 vm=2.0m/s (3)最终平板车和小物块相对静止时,二者的共同速度为0. 设小物块相对平板车滑动的路程为S,对系统由能量守恒有 Ep=μmgS 代入数据解得S=1.5m 则距O'点的距离x=S-L=0.5m 考点:动量守恒定律和机械能守恒定律 【名师点睛】本题是系统水平方向动量守恒和能量守恒的问题,求解两物体间的相对位移,往往根据能量守恒研究。  
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考点分析:
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如图所示,光滑水平直轨道上两滑块AB用弹性橡皮筋连接,A的质量为m,开始时橡皮筋松弛,B静止,给A向左的初速度,一段时间后,B与A发生反向碰撞并黏在一起,碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍,也是碰撞前瞬间B的速度的一半,求:

1B的质量;

2碰撞过程中A、B系统机械能的损失。

 

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如图,两滑块AB在光滑水平面上沿同一直线相向运动,滑块A的质量为m,速度大小为2vo,方向向右,滑块B的质量为2m,速度大小为v0,方向向左,两滑块发生弹性碰撞后的运动状态是(   )

A. AB都向左运动   

B. AB都向右运动

C. A向左运动,B向右运动

D. A静止,B向右运动

 

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如图所示,平板小车C放在光滑水平地面上,AB两物体(mAmB)之间用一段细绳相连并有一被压缩的轻弹簧,放在平板小车C上后,ABC均处于静止状态.则在细绳被剪断后,ABC上未滑离C之前,AB沿相反方向滑动的过程中(   )

A. ABC之间的摩擦力大小相同,则AB组成的系统动量守恒,ABC组成的系统动量也守恒

B. ABC之间的摩擦力大小不相同,则AB组成的系统动量不守恒,但ABC组成的系统动量守恒

C. ABC之间的摩擦力大小不相同,则AB组成的系统动量不守恒, ABC组成的系统动量也不守恒

D. 以上说法均不对

 

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如图所示的装置中,木块B与水平桌面间的接触是光滑的,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,将弹簧压缩到最短。现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象(系统),则此系统在从子弹开始射入木块到弹簧压缩至最短的整个过程中 

A. 动量守恒,机械能守恒

B. 动量不守恒,机械能不守恒

C. 动量守恒,机械能不守恒

D. 动量不守恒,机械能守恒

 

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如图,光滑冰面上静止放置一表面光滑的斜面体,斜面体右侧一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰块均静止于冰面上。某时刻小孩将冰块以相对冰面3 m/s的速度向斜面体推出,冰块平滑地滑上斜面体,在斜面体上上升的最大高度为h=0.3 mh小于斜面体的高度)。已知小孩与滑板的总质量为m1=30 kg,冰块的质量为m2=10 kg,小孩与滑板始终无相对运动。取重力加速度的大小g=10 m/s2

1)求斜面体的质量;

2)通过计算判断,冰块与斜面体分离后能否追上小孩?

 

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