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文檔簡(jiǎn)介
1、.2012年高考二輪復(fù)習(xí)物理經(jīng)典例題專題剖析:動(dòng)量和能量例1(上海高考題)一物體沿光滑斜面下滑,在此過(guò)程中( )A斜面對(duì)物體的彈力做功為零B斜面對(duì)物體的彈力的沖量為零C物體的動(dòng)能增量等于物體重力所做的功D物體的動(dòng)量增量等于物體重力的沖量解析:物體沿光滑斜面下滑運(yùn)動(dòng)方向沿斜面向下,而斜面對(duì)物體的彈力,即支持力方向垂直斜面,故彈力不做功,選A正確。根據(jù)動(dòng)量定理可知,物體的動(dòng)量變化量等于合外力對(duì)物體的沖量,物體在下滑過(guò)程中,受到彈力和重力兩個(gè)力的作用,這兩個(gè)力的沖量均不為零,這兩力的沖量的矢量和等于物體的動(dòng)量的增量,選B和D是錯(cuò)誤的。根據(jù)動(dòng)能定理可知,由于彈力對(duì)物體不做功,只有重力做功,物體的動(dòng)能增
2、加量等于重力所做的功,故選C正確。答案:A、C點(diǎn)評(píng):本題考查動(dòng)量定理和動(dòng)能定理兩個(gè)規(guī)律,在這兩個(gè)定理中包含了功和沖量?jī)蓚€(gè)概念,所以同時(shí)對(duì)這兩個(gè)概念也必須理解,并加以區(qū)分,沖量是力在時(shí)間上的積累,而功是力在位移上的積累,力在時(shí)間上的積累引起物體動(dòng)量的變化,力在位移上的積累引起物體動(dòng)能的變化。例2(天津高考題)質(zhì)量m=1.5kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))在水平恒力的作用下,從水平面上由靜止開始運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)一段距離撤去該力,物塊繼續(xù)滑行t=0.2s停在B點(diǎn),已知A、B兩點(diǎn)間距s=5.0m,物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.20,求恒力F多大?(g=10m/s2)解析:設(shè)撤去力F前物塊的位移為s1,撤去力時(shí)物塊
3、F1=mg對(duì)撤去力F后物塊滑動(dòng)過(guò)程應(yīng)用動(dòng)量定理可得:-F1t=0-mv由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:s-s1=vt/2對(duì)物塊運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理:Fs1-F1s=0由以上公式得:F=2mgs/(2s-gt2),代入數(shù)據(jù)得F=15N答案:F=15N點(diǎn)評(píng):本題考查動(dòng)量定理和動(dòng)能定理在動(dòng)力學(xué)中的應(yīng)用,在利用動(dòng)量定理和動(dòng)能定理解題時(shí),選擇初末狀態(tài)時(shí)關(guān)鍵,同時(shí)也要熟悉物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程及受力狀況。例3(天津高考題)如圖所示,質(zhì)量為mA=4.0kg的木板A放在水平面C上,木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.24,木板最右端放著質(zhì)量為mB=1.0kg的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn)),它們均處于靜止?fàn)顟B(tài),木板突然受到水平向右的12Ns的瞬
4、時(shí)沖量I作用開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)小物塊離開木板時(shí),木板的動(dòng)能為8.0J,小物塊的動(dòng)能為0.5J(g=10m/s2)求:(1)瞬時(shí)沖量作用結(jié)束時(shí)木板的速度為多少?(2)木板的長(zhǎng)度時(shí)多少?解析:(1)以A由靜止到獲得初速度為研究過(guò)程,由動(dòng)量定理可知I= mv0 帶入數(shù)據(jù)得到:v0=3m/s (2)對(duì)A獲得速度到B從A的左端掉下來(lái)為研究過(guò)程,其運(yùn)動(dòng)過(guò)程如圖所示,設(shè)A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,運(yùn)動(dòng)的位移為Sa,B運(yùn)動(dòng)的位移為Sb,B對(duì)A,C對(duì)A,A對(duì)B的摩擦力分別為fBA,fCA,fAB,由動(dòng)量定理可得:對(duì)A:-(fBA+fCA)t=mAvA-mAv0 對(duì)B: fABt=mBvB 由動(dòng)能定理可知對(duì)A:-(fBA+fCA
5、)Sa=mAv A 2/2-mAv02/2 對(duì)B: fABSb=mBvB2/2 由牛頓第三定律可知,A對(duì)B的摩擦力和B對(duì)A的摩擦力大小相等f(wàn)AB= fBA fCA=(mA+mB)g L=Sa-Sb 由聯(lián)立可解得:L=0.5m答案:(1)v0=3m/s;(2) L=0.5m 點(diǎn)評(píng):本題考查動(dòng)量定理和動(dòng)能定理相結(jié)合的知識(shí)點(diǎn),對(duì)此題注重過(guò)程的分析,畫出運(yùn)動(dòng)過(guò)程圖,再做此題就一目了然。例4如圖所示,金屬桿a從離地h高處由靜止開始沿光滑平行的弧形軌道下滑,軌道的水平部分有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,水平軌道上原來(lái)放有一金屬桿b,已知a桿的質(zhì)量為ma,且與桿b的質(zhì)量之比為mamb=34,水平軌道足夠長(zhǎng),不計(jì)摩擦
6、,求:(1)a和b的最終速度分別是多大?(2)整個(gè)過(guò)程中回路釋放的電能是多少?(3)若已知a、b桿的電阻之比RaRb=34,其余部分的電阻不計(jì),整個(gè)過(guò)程中桿a、b上產(chǎn)生的熱量分別是多少?解析:(1)a下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒magh=mav02a進(jìn)入磁場(chǎng)后,回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,a、b都受安培力作用,a做減速運(yùn)動(dòng),b做加速運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,a、b速度達(dá)到相同,之后回路的磁通量不發(fā)生變化,感應(yīng)電流為0,安培力為0,二者勻速運(yùn)動(dòng).勻速運(yùn)動(dòng)的速度即為a.b的最終速度,設(shè)為v.由于所組成的系統(tǒng)所受合外力為0,故系統(tǒng)的動(dòng)量守恒 mav0=(ma+mb)v由以上兩式解得最終速度va=vb=v= (2)由能量守
7、恒得知,回路中產(chǎn)生的電能應(yīng)等于a、b系統(tǒng)機(jī)械能的損失,所以E=magh- (ma+mb)v2=magh(3)由能的守恒與轉(zhuǎn)化定律,回路中產(chǎn)生的熱量應(yīng)等于回路中釋放的電能等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能,即Qa+Qb=E.在回路中產(chǎn)生電能的過(guò)程中,電流不恒定,但由于Ra與Rb串聯(lián),通過(guò)的電流總是相等的,所以應(yīng)有所以答案:(1)va=vb=v= (2)E=magh (3) 點(diǎn)評(píng):此題考查的時(shí)機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒定律和能量的轉(zhuǎn)化,在導(dǎo)體棒a進(jìn)入磁場(chǎng)之前,導(dǎo)體棒a的機(jī)械能守恒,進(jìn)入后導(dǎo)體棒a切割磁感線產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì),電路中產(chǎn)生電流,使導(dǎo)體棒b受到安培力作用而運(yùn)動(dòng),直到最后兩棒有相同的速度,以a、b這一整體為系統(tǒng),則系
8、統(tǒng)在水平方向受到的安培力相互抵銷,系統(tǒng)的動(dòng)量守恒。在這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,導(dǎo)體棒a、b發(fā)熱消耗能量,系統(tǒng)損失的能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,再根據(jù)系統(tǒng)的能量守恒,即可求出兩棒上的熱量。例5(重慶理綜)如圖半徑為R的光滑圓形軌道固定在豎直面內(nèi)。小球A、B質(zhì)量分別為m、m(為待定系數(shù))。A球從左邊與圓心等高處由靜止開始沿軌道下滑,與靜止于軌道最低點(diǎn)的B球相撞,碰撞后A、B球能達(dá)到的最大高度均為,碰撞中無(wú)機(jī)械能損失。重力加速度為g。試求:(1)待定系數(shù);(2)第一次碰撞剛結(jié)束時(shí)小球A、B各自的速度和B球?qū)壍赖膲毫Γ唬?)小球A、B在軌道最低處第二次碰撞剛結(jié)束時(shí)各自的速度,并討論小球A、B在軌道最低處第n次碰撞剛結(jié)束時(shí)
9、各自的速度。解析:(1)由于碰撞后球沿圓弧的運(yùn)動(dòng)情況與質(zhì)量無(wú)關(guān),因此,A、B兩球應(yīng)同時(shí)達(dá)到最大高度處,對(duì)A、B兩球組成的系統(tǒng),由機(jī)械能守恒定律得,解得3(2)設(shè)A、B第一次碰撞后的速度分別為v1、v2,取方向水平向右為正,對(duì)A、B兩球組成的系統(tǒng),有 解得,方向水平向左;,方向水平向右。設(shè)第一次碰撞剛結(jié)束時(shí)軌道對(duì)B球的支持力為N,方向豎直向上為正,則,B球?qū)壍赖膲毫?,方向豎直向下。(3)設(shè)A、B球第二次碰撞剛結(jié)束時(shí)的速度分別為V1、V2,取方向水平向右為正,則 解得V1,V20(另一組解V1v1,V2v2不合題意,舍去)由此可得:當(dāng)n為奇數(shù)時(shí),小球A、B在第n次碰撞剛結(jié)束時(shí)的速度分別與其第一次
10、碰撞剛結(jié)束時(shí)相同;當(dāng)n為偶數(shù)時(shí),小球A、B在第n次碰撞剛結(jié)束時(shí)的速度分別與其第二次碰撞剛結(jié)束時(shí)相同。答案:(1)3;(2),方向水平向左;,方向水平向右;4.5mg,方向豎直向下;(3)見解析。點(diǎn)評(píng):小球A與B碰撞之前機(jī)械能守恒,在碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,碰撞完畢,兩球又機(jī)械能守恒,所以此題關(guān)鍵在于對(duì)碰撞過(guò)程的分析,不同的碰撞次數(shù),結(jié)果不一樣,通過(guò)分析,找出規(guī)律,得出結(jié)論。例6(全國(guó)理綜25題)柴油打樁機(jī)的重錘由氣缸、活塞等若干部件組成,氣缸與活塞間有柴油與空氣的混合物。在重錘與樁碰撞的過(guò)程中,通過(guò)壓縮使混合物燃燒,產(chǎn)生高溫高壓氣體,從而使樁向下運(yùn)動(dòng),錘向上運(yùn)動(dòng)?,F(xiàn)把柴油打樁機(jī)和打樁過(guò)程簡(jiǎn)化如下:
11、柴油打樁機(jī)重錘的質(zhì)量為m,錘在樁帽以上高度為h處(如圖1)從靜止開始沿豎直軌道自由落下,打在質(zhì)量為M(包括樁帽)的鋼筋混凝土樁子上。同時(shí),柴油燃燒,產(chǎn)生猛烈推力,錘和樁分離,這一過(guò)程的時(shí)間極短。隨后,樁在泥土中向下移動(dòng)一距離l。已知錘反跳后到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),錘與已停下的樁幅之間的距離也為h(如圖2)。已知m1.0×103kg,M2.0×103kg,h2.0m,l0.20m,重力加速度g10m/s2,混合物的質(zhì)量不計(jì)。設(shè)樁向下移動(dòng)的過(guò)程中泥土對(duì)樁的作用力F是恒力,求此力的大小。解析:錘自由下落,碰樁前速度v1向下, 碰后,已知錘上升高度為(hl),故剛碰后向上的速度為 設(shè)碰后樁的
12、速度為V,方向向下,由動(dòng)量守恒, 樁下降的過(guò)程中,根據(jù)功能關(guān)系, 由、式得 代入數(shù)值,得N 答案:N點(diǎn)評(píng):此題屬于打擊中的動(dòng)量守恒,在離開樁后,錘的機(jī)械能守恒。分析題意,濃縮成物理模型,再利用動(dòng)能定理和動(dòng)量守恒定律相結(jié)合求解結(jié)果。例7(天津理綜)如圖所示,坡道頂端距水平面高度為h,質(zhì)量為m1的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下,進(jìn)入水平面上的滑道時(shí)無(wú)機(jī)械能損失,為使A制動(dòng),將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長(zhǎng)線M處的墻上,一端與質(zhì)量為m2的檔板B相連,彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),B恰位于滑道的末端O點(diǎn),A與B碰撞時(shí)間極短,碰后結(jié)合在一起共同壓縮彈簧,已知在OM段A、B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為,其余各處的摩擦不計(jì),
13、重力加速度為g,求:(1)物塊A在與擋板B碰撞前瞬間速度v的大?。唬?)彈簧最大壓縮量為d時(shí)的彈性勢(shì)能Ep(設(shè)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零)。解析:(1)由機(jī)械能守恒定律,有 解得v(2)A、B在碰撞過(guò)程中內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,由動(dòng)量守恒,有碰后A、B一起壓縮彈簧,)到彈簧最大壓縮量為d時(shí),A、B克服摩擦力所做的功由能量守恒定律,有解得:答案:(1);(2)點(diǎn)評(píng):物塊A下滑過(guò)程機(jī)械能守恒,與B碰撞過(guò)程中,A和B系統(tǒng)動(dòng)量守恒,碰撞后A、B一起運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧,在以后過(guò)程中,系統(tǒng)做減速運(yùn)動(dòng),機(jī)械能向內(nèi)能和彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化。第一階段利用機(jī)械能守恒定律,第二階段利用動(dòng)量守恒定律,第三階段利用動(dòng)能定理即可。分析清楚過(guò)程
14、,此題就簡(jiǎn)單多了。例8(江蘇高考題)如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)彈性小球,用長(zhǎng)為2l的不可伸長(zhǎng)的輕繩連接。現(xiàn)把A、B兩球置于距地面高H處(H足夠大),間距為L(zhǎng)。當(dāng)A球自由下落的同時(shí),B球以速度v0指向A球水平拋出。求:(1)兩球從開始運(yùn)動(dòng)到相碰,A球下落的高度;(2)A、B兩球碰撞(碰撞時(shí)無(wú)機(jī)械能損失)后,各自速度的水平分量;(3)輕繩拉直過(guò)程中,B球受到繩子拉力的沖量大小。解析:(1)設(shè)到兩球相碰時(shí)A球下落的高度為h,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得聯(lián)立得(2)A、B兩球碰撞過(guò)程中,由水平方向動(dòng)量守恒,得由機(jī)械能守恒定律,得式中聯(lián)立解得(3)輕繩拉直后,兩球具有相同的水平速度,設(shè)為vBx,,由水平方向動(dòng)
15、量守恒,得由動(dòng)量定理得答案:(1);(2);(3)點(diǎn)評(píng):此題是自由落體、平拋運(yùn)動(dòng)、碰撞中的動(dòng)量守恒、動(dòng)量定理等知識(shí)點(diǎn)的考查,開始利用自由落體和平拋運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性計(jì)算出A下落的高度,再利用在某一方向上的動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒聯(lián)合可求出A、B在碰后水平方向的速度。例9(江蘇高考題)如圖(a)所示,為一根豎直懸掛的不可伸長(zhǎng)的輕繩,下端拴一小物塊A,上端固定在C點(diǎn)且與一能測(cè)量繩的拉力的測(cè)力傳感器相連。已知有一質(zhì)量為m0的子彈B沿水平方向以速度v0射入A內(nèi)(未穿透),接著兩者一起繞C點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。在各種阻力都可忽略的條件下測(cè)力傳感器測(cè)得繩的拉力F隨時(shí)間t變化關(guān)系如圖(b)所示,已知子彈射入的時(shí)間極
16、短,且圖(b)中t=0為A、B開始以相同的速度運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻。根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖)提供的信息,對(duì)反映懸掛系統(tǒng)本身性質(zhì)的物理量(例如A的質(zhì)量)及A、B一起運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的守恒量,你能求得哪些定量的結(jié)果?解析:由圖b可直接看出,A、B一起做周期性運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的周期T2t0令表示A的質(zhì)量,表示繩長(zhǎng).表示B陷入A內(nèi)時(shí)即時(shí)A、B的速度(即圓周運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的速度),表示運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速度,F(xiàn)1表示運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力,F(xiàn)2表示運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力,根據(jù)動(dòng)量守恒定律,得 在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)處應(yīng)用牛頓定律可得根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得由圖b可知 由以上各式可解得,反映系統(tǒng)性質(zhì)的物理量是 A、B一起運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的守恒
17、量是機(jī)械能E,若以最低點(diǎn)為勢(shì)能的零點(diǎn),則 由式解得答案:;點(diǎn)評(píng):此題關(guān)鍵在于識(shí)圖,從Ft圖像中獲得更多的信息,繩子拉力是周期性的變化,變化周期為2t0,繩子拉力的最大值為Fm,最小值為0,在最低點(diǎn)出現(xiàn)最大值,最高點(diǎn)出現(xiàn)最小值0,即在最高點(diǎn)繩子不受拉力。根據(jù)動(dòng)量守恒定律,機(jī)械能守恒定律,牛頓運(yùn)動(dòng)定律的知識(shí)可以求出小球的質(zhì)量,繩子的長(zhǎng)度及系統(tǒng)的機(jī)械能。例10連同裝備質(zhì)量M=100kg的宇航員離飛船45m處與飛船相對(duì)靜止,他帶有一個(gè)裝有m=0.5kg的氧氣貯筒,其噴嘴可以使氧氣以v=50m/s的速度在極短的時(shí)間內(nèi)相對(duì)宇航員自身噴出.他要返回時(shí),必須向相反的方向釋放氧氣,同時(shí)還要留一部分氧氣供返回途中
18、呼吸.設(shè)他的耗氧率R是2.5×10-4kg/s,問(wèn):要最大限度地節(jié)省氧氣,并安全返回飛船,所用掉的氧氣是多少?解析:設(shè)噴出氧氣的質(zhì)量為m后,飛船獲得的速度為v,噴氣的過(guò)程中滿足動(dòng)量守恒定律,有:0=(M-m)v+m(-v+v)得v=mv/M宇航員即以v勻速靠近飛船,到達(dá)飛船所需的時(shí)間t=s/v=Ms/mv這段時(shí)間內(nèi)耗氧m=Rt故其用掉氧氣m+m=2.25×10-2/m+m因?yàn)?2.25×10-2/m)×m=2.5×10-2為常數(shù),所以當(dāng)2.25×10-2/m=m,即m=0.15kg時(shí)用掉氧氣最少,共用掉氧氣是m+m=0.3kg.答案:
19、所用掉氧氣0.3kg點(diǎn)評(píng):(1)動(dòng)量守恒定律中的各個(gè)速度應(yīng)統(tǒng)一對(duì)應(yīng)于某一慣性參照系,在本題中,飛船沿圓軌道運(yùn)動(dòng),不是慣性參照系。但是,在一段很短的圓弧上,可以視飛船做勻速直線運(yùn)動(dòng),是慣性參照系。(2)此題中氧氣的速度是相對(duì)宇航員而不是飛船。因此,列動(dòng)量守恒的表達(dá)式時(shí),要注意速度的相對(duì)性,這里很容易出錯(cuò)誤。(3)要注意數(shù)學(xué)知識(shí)在物理上的運(yùn)用。例11(南京高三一摸試題)如圖所示,發(fā)射人造衛(wèi)星時(shí),先把衛(wèi)星送入近地軌道,然后使其沿橢圓軌道達(dá)到遠(yuǎn)地點(diǎn)P,此時(shí)速度為v,若P點(diǎn)到地心的距離為R,衛(wèi)星的總質(zhì)量為m,地球半徑為R0,地表的加速度為g,則欲使衛(wèi)星從P點(diǎn)繞地球做半徑為R的圓軌道運(yùn)動(dòng),衛(wèi)星在P點(diǎn)應(yīng)將質(zhì)
20、量為m的燃?xì)庖远啻髮?duì)地的速度向后噴出(將連續(xù)噴氣等效為一次性噴氣)。解析:衛(wèi)星進(jìn)入軌道后做圓周運(yùn)動(dòng),由萬(wàn)有引力提供向心力,即 解得:又因?yàn)榈孛娓浇f(wàn)有引力近似等于物體的重力 解得 GM=gR02所以: 衛(wèi)星要進(jìn)入該軌道,其運(yùn)行速度必須等于v,所以衛(wèi)星噴氣后的速度為v。在噴氣過(guò)程中,以噴出的氣體與衛(wèi)星為系統(tǒng),則系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,該燃?xì)鈬姵鰰r(shí)對(duì)地的速度,由動(dòng)量守恒定律可得: 由可得:答案:點(diǎn)評(píng):本題考查動(dòng)量守恒定律中的反沖現(xiàn)象,也是動(dòng)量守恒定律在航天技術(shù)和宇宙航行中的應(yīng)用,解這類問(wèn)題時(shí)要注意速度的同時(shí)性,即作用前和作用后的速度為同一時(shí)刻的速度,對(duì)同一參考系的速度。例12(全國(guó)高考天津卷)用半徑相同的
21、兩個(gè)小球A、B的碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律,實(shí)驗(yàn)裝置示意如圖所示,斜槽與水平槽圓滑連接,實(shí)驗(yàn)時(shí)先不放B球,使A球從斜槽上某一固定點(diǎn)C由靜止?jié)L下,落到位于水平地面的記錄紙上留下痕跡,再把B球靜置與水平槽前端邊緣處,讓A球仍從C點(diǎn)處?kù)o止?jié)L下,A球和B球碰撞后分別落在記錄紙上留下各自的痕跡,記錄紙上的O點(diǎn)是重錘線所指的位置,若測(cè)得各落點(diǎn)痕跡到O點(diǎn)的距離:OM=2.68cm,OP=8.62cm,ON=11.50cm,并知A、B兩球的質(zhì)量之比為2:1,則未放B球時(shí),A球落地點(diǎn)是記錄紙上的 點(diǎn),系統(tǒng)碰撞前總動(dòng)量p與碰撞后總動(dòng)量P的百分誤差 (結(jié)果保留一位有效數(shù)字)解析:根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知道未放B球時(shí),A球要落
22、到P點(diǎn)。由平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)可知,未放B球時(shí),A球的速度可以表示為,放B球后,A從斜槽滾下與B發(fā)生碰撞后各自的速度可以表示為:,由動(dòng)量知識(shí)可以知道:碰撞前的總動(dòng)量為碰撞后總動(dòng)量為代入數(shù)據(jù)得到:又因?yàn)閙A=2mB 所以答案:P點(diǎn),2%點(diǎn)評(píng):驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律是高考實(shí)驗(yàn)的重點(diǎn),對(duì)于該題應(yīng)掌握好動(dòng)量守恒定律及其平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,借助平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向動(dòng)量守恒來(lái)驗(yàn)證這一規(guī)律,從該題也看到了高考注重基礎(chǔ)知識(shí)和基本規(guī)律的考查,只要掌握了動(dòng)量守恒定律在平拋運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用,此題很容易得分。例13如圖所示,水平光滑地面停放著一輛小車,左側(cè)靠在豎直墻壁上,小車的四分之一圓弧軌道AB是光滑的,在最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切,B
23、C的長(zhǎng)度是圓弧半徑的10倍,整個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi)??梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的物塊從A點(diǎn)的正上方某處無(wú)初速度下落,恰好落入小車圓弧軌道滑動(dòng),然后沿水平軌道滑行至軌道末端C恰好沒(méi)有滑出。已知物塊到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道的壓力是物塊的重力的9倍,小車的質(zhì)量是物塊的3倍,不考慮空氣阻力和物塊落入圓弧軌道時(shí)的能量損失,求:(1)物塊開始下落的位置距離水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的多少倍?(2)物塊與水平軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為多少?解析:(1)設(shè)物塊的質(zhì)量為m,其開始下落的位置距離BC的豎直高度為h,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為v,小車圓弧軌道半徑為R,有機(jī)械能守恒定律,有: 根據(jù)牛頓第二定律,有 解得h=4R 即物塊開始下落的位置距水平軌道BC的豎直高度是圓弧半徑的4倍。(2)設(shè)物塊與BC間的滑動(dòng)摩擦力的大小為F,物塊滑行到C點(diǎn)時(shí)與小車的共同速度為v,物塊在小車上由B運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程中小車對(duì)地面的位移大小為s,依題意,小車的質(zhì)量為
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