资源描述
考点2.2.2 类碰撞模型之“滑块+木板”1把滑块、木板看作一个整体，摩擦力为内力，在光滑水平面上滑块和木板组成的系统动量守恒2由于摩擦生热，把机械能转化为内能，系统机械能不守恒应由能量守恒求解问题3注意：滑块不滑离木板时最后二者有共同速度【例题】如图所示，在光滑的水平面上有一质量为M的长木板，以速度v0向右做匀速直线运动，将质量为m的小铁块轻轻放在木板上的A点，这时小铁块相对地面速度为零，小铁块相对木板向左滑动由于小铁块和木板间有摩擦，最后它们之间相对静止，已知它们之间的动摩擦因数为，问：(1)小铁块跟木板相对静止时，它们的共同速度多大？(2)它们相对静止时，小铁块与A点距离多远？(3)在全过程中有多少机械能转化为内能？【解析】(1)木板与小铁块组成的系统动量守恒以v0的方向为正方向，由动量守恒定律得，Mv0(Mm)v，则v.(2)由功能关系可得，摩擦力在相对位移上所做的功等于系统动能的减少量，mgx相Mv(Mm)v2.解得x相(3)由能量守恒定律可得，QMv(Mm)v2【答案】(1)(2)(3)1. (多选)质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为.初始时小物块停在箱子正中间，如图10所示现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为(BD)A.mv2 B.v2C.NmgL DNmgL2. 将一长木板静止放在光滑的水平面上，如图甲所示，一个小铅块（可视为质点）以水平初速度v0由木板左端向右滑动，到达右端时恰能与木板保持相对静止。小铅块运动过程中所受的摩擦力始终不变，现将木板分成A和B两段，使B的长度和质量均为A的2倍，并紧挨着放在原水平面上，让小铅块仍以初速度v0由木块A的左端开始向右滑动，如图乙所示，则下列有关说法正确的是（ C ）A. 小铅块恰能滑到木板B的右端，并与木板B保持相对静止B. 小铅块将从木板B的右端飞离木板C. 小铅块滑到木板B的右端前就与木板B保持相对静止D. 小铅块在木板B上滑行产生的热量等于在木板A上滑行产生热量的2倍3. 如图所示，固定的光滑圆弧面与质量为6 kg的小车C的上表面平滑相接，在圆弧面上有一个质量为2 kg的滑块A，在小车C的左端有一个质量为2 kg的滑块B，滑块A与B均可看做质点现使滑块A从距小车的上表面高h1.25 m处由静止下滑，与B碰撞后瞬间粘合在一起共同运动，最终没有从小车C上滑出已知滑块A、B与小车C的动摩擦因数均为0.5，小车C与水平地面的摩擦忽略不计，取g10 m/s2.求：(1) 滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度的大小；(2) 小车C上表面的最短长度【答案】（1）2.5m/s；（2）0.375m4. 如图所示，在光滑的水平面上有一质量为M的长木板，以速度v0向右做匀速直线运动，将质量为m的小铁块轻轻放在木板上的A点，这时小铁块相对地面速度为零，小铁块相对木板向左滑动由于小铁块和木板间有摩擦，最后它们之间相对静止，已知它们之间的动摩擦因数为，问：(1) 小铁块跟木板相对静止时，它们的共同速度多大？(2) 它们相对静止时，小铁块与A点距离多远？(3) 在全过程中有多少机械能转化为内能？【答案】(1)(2)(3)5. 如图所示，质量m1=0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=15 m,现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数=0.5,取g=10 m/s2，求(1) 物块在车面上滑行的时间t；(2) 要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0不超过多少？【答案】(1)0.24s (2)5m/s6. 如图所示，质量mA为4.0 kg的木板A放在水平面C上，木板与水平面间的动摩擦因数为0.24，木板右端放着质量mB为1.0 kg的小物块B（视为质点），它们均处于静止状态.木板突然受到水平向右的12 Ns的瞬时冲量I作用开始运动，当小物块滑离木板时，木板的动能EKA为8.0 J，小物块的动能EKB为0.50 J，重力加速度取10 m/s2，求：(1) 瞬时冲量作用结束时木板的速度v0；(2) 木板的长度L.【答案】(1)3.0 m/s (2)0.50 m7. 如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的，在最低点B与水平轨道BC相切，BC的长度是圆弧半径的10倍，整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落，恰好落入小车圆弧轨道滑动.，然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出。已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍，小车的质量是物块的3倍，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失。求：(1) 物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍.(2) 物块与水平轨道BC间的动摩擦因数.【答案】(1)4倍 (2)0.38. 如图所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切了，轨道固定在水平面上，一个质量为m的小物块（可视为质点）从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB，沿着轨道运动，由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点.已知水平轨道AB长为L.求：(1) 小物块与水平轨道的动摩擦因数.(2) 为了保证小物块不从轨道的D端离开轨道，圆弧轨道的半径R至少多大？(3) 若圆弧轨道的半径R取第（2）问计算出的最小值，增大小物块的初动能，使得小物块冲上轨道后可以达到最大高度1.5R处。试求小物块的初动能并分析小物块能否停在水平轨道上，如果能,将停在何处？如果不能，将以多大速度离开轨道？【答案】 (1)=(2)R= (3)小物块最终能停在水平滑道AB上，距A点L9. 如图所示，两物块A、B并排静置于高h=0.80m的光滑水平桌面上，物块的质量均为M=0.60kg。一颗质量m=0.10kg的子弹C以v0=100m/s的水平速度从左面射入A，子弹射穿A后接着射入B并留在B中，此时A、B都没有离开桌面。已知物块A的长度为0.27m，A离开桌面后，落地点到桌边的水平距离s=2.0m。设子弹在物块A、B 中穿行时受到的阻力保持不变，g取10m/s2。(1) 物块A和物块B离开桌面时速度的大小分别是多少；(2) 求子弹在物块B中穿行的距离；(3) 为了使子弹在物块B中穿行时物块B未离开桌面，求物块B到桌边的最小距离。【答案】(1)5m/s 10m/s (2)3.510-2m (3) 2.510-2m10. 如图所示，水平地面上静止放置一辆小车A，质量mA4 kg，上表面光滑，小车与地面间的摩擦力极小，可以忽略不计可视为质点的物块B置于A的最右端，B的质量mB2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力F10 N，A运动一段时间后，小车左端固定的挡板与B发生碰撞，碰撞时间极短，碰后A、B粘合在一起，共同在F的作用下继续运动，碰撞后经时间t0.6 s，二者的速度达到vt2 m/s.求：(1) A开始运动时加速度a的大小；(2) A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小；(3) A的上表面长度l.【答案】(1)2.5 m/s2(2)1 m/s(3)0.45 m11. 如图所示，质量M3.5 kg的小车静止于光滑水平面上靠近桌子处，其上表面与水平桌面相平，小车长L1.2 m，其左端放有一质量为0.5 kg的滑块Q.水平放置的轻弹簧左端固定，质量为1 kg的小物块P置于桌面上的A点并与弹簧的右端接触.此时弹簧处于原长，现用水平向左的推力将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内)时，推力做的功为WF6 J，撤去推力后，P沿桌面滑到小车上并与Q相碰，最后Q停在小车的右端，P停在距小车左端0.5 m处.已知AB间距L15 cm，A点离桌子边沿C点距离L290 cm，P与桌面间的动摩擦因数10.4，P、Q与小车表面间的动摩擦因数20.1.(g10 m/s2)求：(1) P到达C点时的速度vC的大小；(2) P与Q碰撞后瞬间Q的速度大小.【答案】(1)2 m/s(2)2 m/s12. 如图，有一固定长度的木板C放在光滑水平面上，木板上面放置可视为质点的木块A、B，A、B、C的质量均相等木块A、B相距0.2m，放在木板上适当的位置，它们与木板间的动摩擦因数相同均为=0.2，两物块均在同一直线上，开始时都处于静止状态某时刻同时使物体A、B分别以速度v01=3m/s、v02=1m/s向相反方向运动，g取10m/s2，如图所示问：(1) 在A、B同时运动的过程中，木板C的运动状态应该怎样？请说明理由(2) 若要使A、B最终不滑离木板，木板C的长度至少为多少？【答案】(1)模板C静止 (2)2.37mCv01v02AB13. 如图所示，质量为mA=2kg的木板A静止在光滑水平面上，一质量为mB=1kg的小物块B以某一初速度v0从A的左端向右运动，当A向右运动的路程为L=0.5m时，B的速度为vB=4m/s，此时A的右端与固定竖直挡板相距x。已知木板A足够长（保证B始终不从A上掉下来），A与挡板碰撞无机械能损失，A、B之间的动摩擦因数为=0.2，g取10m/s2(1) 求B的初速度值v0；(2) 当x满足什么条件时，A与竖直挡板只能发生一次碰撞？【答案】(1)6m/s (2) x0.625m14. 有两个完全相同的小滑块A和B，A沿光滑水平面以速度v0与静止在平面边缘O点的B发生正碰，碰撞中无机械能损失。碰后B运动的轨迹为OD曲线，如图所示.(1) 已知小滑块质量为m，碰撞时间为t，求碰撞过程中A对B平均冲力的大小；(2) 为了研究物体从光滑抛物线轨道顶端无初速度下滑的运动，特制做一个与B平抛轨迹完全相同的光滑轨道，并将该轨道固定在与OD曲线重合的位置，让A沿该轨道无初速下滑（经分析，A下滑过程中不会脱离轨道）.分析A沿轨道下滑到任意一点的动量pA与B平抛经过该点的动量pB的大小关系;在OD曲线上有一点M，O和M两点连线与竖直方向的夹角为45，求A通过M点时的水平分速度和竖直分速度。【答案】(1) (2) pApB . 15. 如图所示，质量为m32kg的滑道静止在光滑的水平面上，滑道的AB部分是半径为R0.3m的四分之一圆弧，圆弧底部与滑道水平部分相切，滑道水平部分右端固定一个轻弹簧滑道除CD部分粗糙外其他部分均光滑质量为m23kg的物体2（可视为质点）放在滑道的B点，现让质量为m11kg的物体1（可视为质点）自A点由静止释放两物体在滑道上的C点相碰后粘为一体（g10m/s2）求：(1) 物体1从释放到与物体2相碰的过程中，滑道向左运动的距离；(2) 若CD0.2m，两物体与滑道的CD部分的动摩擦因数都为0.15，求在整个运动过程中，弹簧具有的最大弹性势能；(3) 物体1、2最终停在何处【答案】(1)0.15m (2)0.3J (3)在D左端离D距离0.05m- 8 -
展开阅读全文