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质量为M=2kg的小平板车静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为mA=2kg的...

质量为M=2kg的小平板车静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为mA=2kg的物体A(可视为质点),如图所示,一颗质量为mB=20g的子弹以600m/s的水平速度射穿A后,速度变为100m/s,最后物体A仍静止在车上,若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2,求

(1)平板车最后的速度是多大?

(2)小车长度至少是多少.

 

(1) (2) 【解析】 子弹击中物体过程中,系统动量守恒,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得: mBv0=mBv′+mAvA, 0.02×600=0.02×100+2vA, 解得:vA=5m/s, 平板车与物体A组成的系统自子弹穿出后直至相对静止过程中系统动量守恒,以A的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mAvA=(M+mA)v车,代入数据解得,平板车最后速度为:v车==2.5m/s; 物体和平板车损失的机械能全转化为系统发热,假设A在平板车上滑行距离为s,由能量守恒定律得:μmAgs=mAvA2-(M+mA)v车2, 即:0.5×2×10s=×2×52-×(2+2)×2.52, 解得:s=1.25m,
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考点分析:
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某同学利用打点计时器和气垫导轨做探究碰撞中的不变量的实验;气垫导轨装置如图(a)所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成。在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通人压缩空气,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,如图(b)所示,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。

(1)下面是实验的主要步骤:

安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;

向气垫导轨通人压缩空气;

把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;

滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;

把滑块2放在气垫导轨的中间;

    ,然后       ,让滑块带动纸带一起运动;

取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出较理想的纸带如下图所示:

测得滑块1(包括撞针)的质量为310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g;试完善实验步骤的内容。

(2)已知打点计时器每隔002 s打一个点,计算可知,两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为       kg·ms;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为   kg·ms(保留三位有效数字)

(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是          

 

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如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,一质量为2m的光滑弧形槽静止放在足够长的光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一质量为m的小物块从槽上高h处开始下滑,重力加速度为g,下列说法正确的是

A. 物体第一次滑到槽底端时,槽的动能为

B. 物体第一次滑到槽底端时,槽的动能为

C. 在压缩弹簧的过程中,物块和弹簧组成的系统动量守恒

D. 物块第一次被弹簧反弹后能追上槽,但不能回到槽上高h

 

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如图所示,小球位于光滑的曲面体顶端,曲面体位于光滑的水平地面上,从地面上看,在小球沿曲面下滑的过程中,则下列说法正确的是(  )

A. 小球与曲面体组成的系统动量守恒,机械能守恒

B. 曲面体对小球的作用力垂直于接触面且对小球做负功

C. 球和曲面体对地的水平位移与二者的质量成反比

D. 球沿曲面体下滑过程中,球和曲面体所受合外力的冲量始终等大反向

 

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甲、乙两球在光滑水平轨道上沿同一方向运动,已知它们的动量分别是P=5kgm/sP=7kgm/s,甲追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为P=10kgm/s,则两球质量mm的关系可能是(  )

A. m=m    B. m=3m    C. m=4m    D. m=5m

 

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如图所示,小车A静止与光滑水平面上,A上有一圆弧PQ,圆弧位于同一竖直平面内,小球B由静止起沿圆弧下滑,这一过程中(   )

A. 若圆弧光滑,则系统的动量守恒,机械能守恒

B. 若圆弧光滑,则系统的动量不守恒,机械能守恒

C. 若圆弧不光滑,则系统水平方向的动量守恒,但机械能不守恒

D. 若圆弧不光滑,则系统水平方向的动量不守恒,机械能不守恒

 

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