【例1】 (2001年理科综合)下列是一些说法:
①一质点受到两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速),这两个力在同一段时间内的冲量一定相同;
②一质点受两个力作用且处于平衡状态(静止或匀速),这两个力在同
一时间内做的功或者都为零,或者大小相等符号相反;
③在同样时间内,作用力力和反作用力的功大小不一定相等,但正负符号一定相反;
④在同样的时间内,作用力和反作用力的功大小不一定相等,正负号也不一定相反. 以上说法正确的是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
【例2】 (石家庄)为了缩短航空母舰上飞机起飞前行驶的距离,通常用弹簧弹出飞机,使飞机获得一定的初速度,进入跑道加速起飞.某飞机采用该方法获得的初速度为v0,之后,在水平跑道上以恒定功率P沿直线加速,经过时间t,离开航空母舰且恰好达到最大速度vm.设飞机的质量为m,飞机在跑道上加速时所受阻力大小恒定.求:
(1)飞机在跑道上加速时所受阻力f的大小; (2)航空母舰上飞机跑道的最小长度s.
【例3】 如下图所示,质量为m=2kg的物体,在水平力F=8N的作用下,由静止开始沿水平面向右运动.已知物体与水平面间的动摩擦因数?=0.2.若F作用t1=6s后撤去,撤去F后又经t2=2s物体与竖直墙壁相碰,若物体与墙壁作用时间t3=0.1s,碰墙后反向弹回的速度v?=6m/s,求墙壁对物体的平均作用力(g取10m/s).
【例4】 有一光滑水平板,板的中央有一小孔,孔内穿入一根光滑轻线,轻线的上端系一质量为M的小球,轻线的下端系着质量分别为m1和m2的两个物体,当小球在光滑水平板上沿半径为R的轨道做匀速圆周运动时,轻线下端的两个物体都处于静止状态(如下图).若将两物体之间的轻线剪断,则小球的线速度为多大时才能再次在水平板上做匀速圆周运动?
【例5】 如图所示,水平传送带AB长l=8.3m,质量为M=1kg的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数?=0.5.当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹以
?=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度u=50m/s,以后每隔1s就有一颗子弹射向木块,设子弹射穿木v02
块的时间极短,且每次射入点各不相同,g取10m/s.求:
(1)在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A点的最大距离? (2)木块在传达带上最多能被多少颗子弹击中?
(3)从第一颗子弹射中木块到木块最终离开传送带的过程中,子弹、木块和传送带这一系统产生的热能是多少?(g取10m/s)
【例6】 质量为M的小车静止在光滑的水平面上,小车的上表面是一光滑的曲面,末端是水平的,如下图所示,小车被挡板P挡住,质量为m的物体从距地面高H处自由下落,然后沿光滑的曲面继续下滑,物体落地点与小车右端距离s0,若撤去挡板P,物体仍从原处自由落下,求物体落地时落地点与小车右端距离是多少?
【例7】 如下图所示,一辆质量是m=2kg的平板车左端放有质量M=3kg的小滑块,滑块与平板车之间的动摩擦因数
m v0 A
M
B
?=0.4,开始时平板车和滑块共同以v0=2m/s的速度在光滑水平面上向右运动,并与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短且
碰撞后平板车速度大小保持不变,但方向与原来相反.平板车足够长,以至滑块不会滑到平板车右端.(取g=10m/s)求:
(1)平板车每一次与墙壁碰撞后向左运动的最大距离. (2)平板车第二次与墙壁碰撞前瞬间的速度v.
(3)为使滑块始终不会滑到平板车右端,平板车至少多长?
M m v0 2
【例8】 如图所示,光滑水平面上有一小车B,右端固定一个砂箱,砂箱左侧连着一水平轻弹簧,小车和砂箱的总质量为M,车上放有一物块A,质量也是M,物块A随小车以速度v0向右匀速运动.物块A与左侧的车面的动摩擦因数为?,与右侧车面摩擦不计.车匀速运动时,距砂面H高处有一质量为m的泥球自由下落,恰好落在砂箱中,求:
(1)小车在前进中,弹簧弹性势能的最大值.
(2)为使物体A不从小车上滑下,车面粗糙部分应多长?
【跟踪练习】
1.物体在恒定的合力F作用下作直线运动,在时间△t1内速度由0增大到v,在时间△t2内速度由v增大到2v.设F在△t1
内做的功是W1,冲量是I1;在△t2内做的功是W2,冲量是I2,那么( ) A.I1?I2,W1?W2 B.I1?I2,W1?W2 C.I1?I2,W1?W2 D.I1?I2,W1?W2
2.矩形滑块由不同材料的上、下两层粘在一起组成,将其放在光滑的水平面上,如图所示.质量为m的子弹以速度v水平射向滑块.若射击上层,则子弹刚好不穿出;若射击下层,整个子弹刚好嵌入,则上述两种情况比较,说法正确的是( ) ①两次子弹对滑块做功一样多 ②两次滑块所受冲量一样大 ③子弹嵌入下层过程中对滑块做功多 ④子弹击中上层过程中产生的热量多
A.①④ B.②④ C.①② D.②③
3.如图所示,半径为R,内表面光滑的半球形容器放在光滑的水平面上,容器左侧靠在竖直墙壁.一个质量为m的小物块,从容器顶端A无初速释放,小物块能沿球面上升的最大高度距球面底部B的距离为(1)竖直墙作用于容器的最大冲量; (2)容器的质量M.
甲 乙
B
A
m
H
v0
3R.求: 4
4.离子发动机是一种新型空间发动机,它能给卫星轨道纠偏或调整姿态提供动力,其中有一种离子发动机是让电极发射的
电子撞击氙原子,使之电离,产生的氙离子经加速电场加速后从尾喷管喷出,从而使卫星获得反冲力,这种发动机通过改变单位时间内喷出离子的数目和速率,能准确获得所需的纠偏动力.假设卫星(连同离子发动机)总质量为M,每个氙离子的质量为m,电量为q,加速电压为U,设卫星原处于静止状态,若要使卫星在离子发动机起动的初始阶段能获得大小为F的动力,则发动机单位时间内应喷出多少个氙离子?此时发动机动发射离子的功率为多大?