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如图所示,“冰雪游乐场”滑道O点的左边为水平滑道,右边为高度h=3.2m的曲面滑...

如图所示,“冰雪游乐场”滑道O点的左边为水平滑道,右边为高度h=3.2m的曲面滑道,左右两边的滑道在O点平滑连接。小孩乘坐冰车由静止开始从滑道顶端出发,经过O点后与处于静止状态的家长所坐的冰车发生碰撞,碰撞后小孩及其冰车恰好停止运动。已知小孩和冰车的总质量m=30kg,家长和冰车的总质量为M=60kg,人与冰车均可视为质点,不计一切摩擦阻力,取重力加速度g=10m/s2,求:

(1)小孩乘坐冰车经过O点时的速度大小;

(2)碰撞后家长和冰车共同运动的速度大小;

(3)碰撞过程中小孩和家长(包括各自冰车)组成的系统损失的机械能。

 

(1)(2)4.0m/s(3)480J 【解析】(1)设小孩经过O点时的速度大小为v0,由机械能守恒定律有 解得: (2)碰撞过程中小孩和家长(包括各自冰车)组成的系统动量守恒,设碰撞后家长的速度大小为v1,则 mv0=Mv1 解得 v1=mv0/M=4.0m/s (3)设系统损失的机械能为ΔE,则 480J  
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考点分析:
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如图所示,在竖直平面内有一个四分之一圆弧轨道固定在水平桌面上,圆心为O点,OA在水平方向,其半径R=0.40 m ,轨道的最低点B距地面的高度h=0.45 m。一质量m=0.20kg的小滑块从轨道的最高点A由静止开始滑下,到达轨道底端B点的速度vB = 2.0m/s。滑块离开轨道后做平抛运动,落到地上的C点。不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2。求:

(1)小滑块从B点运动到C点所经历的时间t

(2)小滑块落地点与B点的水平距离x

(3)小滑块从A点运动到B点的过程中,滑块克服摩擦力所做的功W

 

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高空坠物很危险。一球形面团,质量为1kg,从20m高的楼层上掉下,落在坚硬的水泥地面上,被摔成薄片,若面团与地面的作用时间约0.01s,试计算地面受到平均冲力的大小。(不计空气阻力,g=10m/s2

 

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探究碰撞中的不变量的实验中:

(1)入射小球m1=15 g,原静止的被碰小球m2=10 g,由实验测得它们在碰撞前后的x ­t图象如图甲所示,可知入射小球碰撞后的m1v1_____kg·m/s,入射小球碰撞前的m1v1_____kg·m/s,被碰撞后的m2v2_____kg·m/s.由此得出结论_______________________________

(2)实验装置如图乙所示,本实验中,实验必须要求的条件是________

A.斜槽轨道必须是光滑的

B.斜槽轨道末端点的切线是水平的

C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放

D.入射球与被碰球满足mambra=rb

(3)图乙中MPN分别为入射球与被碰球对应的落点的平均位置,则实验中要验证的关系是________

A.m1·ON=m1·OPm2·OM

B.m1·OP=m1·ONm2·OM

C.m1·OP=m1·OMm2·ON

D.m1·OM=m1·OPm2·ON

 

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探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图甲所示。实验过程中有平衡摩擦力的步骤,并且设法让橡皮筋对小车做的功以整数倍增大,即分别为W02W03W04W0……

实验中首先通过调整木板倾斜程度平衡摩擦力,目的是______(填写字母代号)

A.为了释放小车后小车能做匀加速运动

B.为了增大橡皮筋对小车的弹力

C.为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功

D.为了使小车获得较大的动能

②图乙是在正确操作情况下打出的一条纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一部分,已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则小车获得的最大速度vm=_____________m/s(保留3位有效数字)。

③几名同学在实验中分别得到了若干组橡皮筋对小车做的功W与小车获得最大速度vm的数据,并利用数据绘出了图丙给出的四个图象,你认为其中正确的是_____

 

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一个质量为0.3 kg的弹性小球,在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同.则碰撞前后小球动量变化量的大小Δp和碰撞过程中墙对小球做功的大小W (    )

A. Δp=0    B. Δp=3.6 kg·m/s    C. W=0    D. W=10.8 J

 

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