随时间变化,D错误。
(2010·天津·10)如图所示,小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h。物块B质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方,物块与水平面间的动摩擦因数为μ。现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为
。小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求物块在水平面上滑行的时间t。
解析:设小球的质量为m,运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为v1,取小球运动到最低点重力势能为零,根据机械能守恒定律,有
mgh?得
1mv12 2
①
v1?2gh 设碰撞后小球反弹的速度大小为v1',同理有
mgh1?mv1'2 162 ②
得
v1'?gh 8设碰撞后物块的速度大小为v2,取水平向右为正方向,根据动量守恒定律,有
mv1??mv1'?5mv2
③
得
v2?gh 8 ④
物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小
F?5?mg
⑤
设物块在水平面上滑行的时间为t,根据动量定理,有
?Ft?0?5mv2
⑥
得
t?2gh 4?g ⑦
( 2010·新课标·34)(2)(10分)如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放
有一重物,右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的2倍,重物与木板间的动摩擦因数为?.使木板与重物以共同的速度v0向右运动,某时刻木板与墙发生弹性碰撞,碰撞时间极短.求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间.设木板足够长,重物始终在木板上.重力加速度为g.
(2010·北京·24)雨滴在穿过云层的过程中,不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体,其质量逐渐增大。现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始质量为m0,初速度为v0,下降距离l后于静止的小水珠碰撞且合并,质量变为m1。此后每经过同样的距离l后,雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并,质量依次为m2、.....mn......(设各质量为已知量)。不计空气阻力。 m3.
?; 若不计重力,求第n次碰撞后雨滴的速度vn若考虑重力的影响,
?; a.求第1次碰撞前、后雨滴的速度v1和v1b.求第n次碰撞后雨滴的动能
12mnv?n。 2解析:(1)不计重力,全过程中动量守恒,m0v0=mnv′n
得 vn??m0v0 mn(2)若考虑重力的影响,雨滴下降过程中做加速度为g的匀加速运动,碰撞瞬间动量守恒
22 a. 第1次碰撞前 v1?v0?2gl, v1?v02?2gl ? 第1次碰撞后 m0v1?m1v1?? v1m0m2v1?0v0?2gl m1m12?2?2gl b. 第2次碰撞前 v2?v12?m0?2?m0?m12?21式化简得 v2??2 利用○?v0???2gl ○2?m1??m1?22式得 第2次碰撞后,利用○
2?m1?2?m0?2?m0?m12?2??? v2?v2???v0???2gl 2mmm?2??2??2?22?m0?2?m0??m12?m22???v? 同理,第3次碰撞后 v3?0??2gl 2m3?m3???222 …………
?n?12?2??mi???m2?2??0?v0??i?02?2gl 第n次碰撞后 vn?mn??mn?????n?111222??(m0v0?2gl?mi2) 动能 mnvn22mni?0【2009高考真题精选】
(09·全国卷Ⅰ·21)质量为M的物块以速度V运动,与质量为m的静止物块发生正撞,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量之比M/m可能为 ( )
A.2 B.3 C.4 D. 5
(09·天津·4)如图所示,竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R,质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦,棒与导轨的电阻均不计,整个装置放在匀强磁场中,磁场方向与导轨平面垂直,棒在竖直向上的恒力F作用下加速上升的一段时间内,力F做的功与安培力做的功的代数和等于
A.棒的机械能增加量 B.棒的动能增加量 C.棒的重力势能增加量 D.电阻R上放出的热量 答案:A
解析:棒受重力G、拉力F和安培力FA的作用。由动能定理:WF?WG-W安??EK 得WF?W安??EK?mgh即力F做的功与安培力做功的代数和等于机械能的增加量。选A。
(09·广东理科基础·9)物体在合外力作用下做直线运动的v一t图象如图所示。下列表述正确的是 ( )
A.在0—1s内,合外力做正功 B.在0—2s内,合外力总是做负功 C.在1—2s内,合外力不做功
D.在0—3s内,合外力总是做正功
8.(09·安徽·18)在光滑的绝缘水平面上,有一个正方形的abcd,顶点a、c处分别 固定一个正点电荷,电荷量相等,如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点,自由释放,粒子将沿着对角线bd往复运动。粒子从b点运动到d点的过程中 ( )
A. 先作匀加速运动,后作匀减速运动 B. 先从高电势到低电势,后从低电势到高电势 C. 电势能与机械能之和先增大,后减小 D. 电势能先减小,后增大 答案:D
解析:由于负电荷受到的电场力是变力,加速度是变化的。所以A错;由等量正电荷的电场分布知道,在两电荷连线的中垂线O点的电势最高,所以从b到a,电势是先增大后减小,故B错;由于只有电场力做功,所以只有电势能与动能的相互转化,故电势能与机械能的和守恒,C错;由b到O电场力做正功,电势能减小,由O到d电场力做负功,电势能增加,D对。
(09·福建·18)如图所示,固定位置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d,其右端接有阻值为R的电阻,整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中。一质量为m(质量分布均匀)的导体杆ab垂直于导轨放置,且与两导轨保持良好接触,杆与导轨之间的动摩擦因数为u。现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离L时,速度恰好达到最大(运动过程中杆始终与导轨保持垂直)。设杆接入电路的电阻为r,导轨电阻不计,重力加速度大小为g。则此过程 ( )
a b O d cc
A.杆的速度最大值为