高中物理选修3-5经典例题.doc
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回首昨日,是呒限的伤憾离愁;展望明天,是呒穷的前途欲望。
昨日苌叹离别难,今日畅笑消愁愁更愁,明日则是矗挂云帆挤沧海。
物理选修3-5动量典型例题
【例1】质量为0.1kg的小球,以10m/s的速度水平撞击在竖直放置的厚钢板上,而后以7m/s的速度被反向弹回,设撞击的时间为0.01s,并取撞击前钢球速度的方向为正方向,则钢球受到的平均作用力为().
A.30N B.-30N C.170N D.-170N
【例2】质量为m的钢球自高处落下,以速率碰地,竖直向上弹回,碰撞时间极短离地的速率为,在碰撞过程中,地面对钢球的冲量的方向和大小为().
A.向下, B.向下,
C.向上, D.向上,
【例3】质量为2m的物体A,以一定的速度沿光滑水平面运动,与一静止的物体B碰撞后粘为一体继续运动,它们共同的速度为碰撞前A的速度的2/3,则物体B的质量为().
A.m B.2m C.3m D.
【例4】一个不稳定的原子核,质量为M,处于静止状态,当它以速度释放一个质量为m的粒子后,则原子核剩余部分的速度为().
A. B.C. D.
【例5】带有光滑圆弧轨道、质量为M的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示.一质量为m的小球以速度v0水平冲上滑车,当小球上滑再返回并脱离滑车时,有①小球一定水平向左做平抛运动②小球可能水平向左做平抛运动③小球可能做自由落体运动④小球一定水平向右做平抛运动以上说法正确的是()
A.① B.②③C.④D.每种说法都不对
【例6】质量为m的物体静止在足够大的水平面上,物体与桌面的动摩擦因数为,有一水平恒力作用于物体上,并使之加速前进,经秒后去掉此恒力,求物体运动的总时间t.
【例7】将质量为0.10kg的小球从离地面20m高处竖直向上抛出,抛出时的初速度为15m/s,当小球落地时,求:
(1)小球的动量;
(2)小球从抛出至落地过程中的动量增量;
(3)小球从抛出至落地过程中受到的重力的冲量.
【例8】气球质量为200kg,载有质量为50kg的人,静止在空中距地面20m高的地方,气球下方悬根质量可忽略不计的绳子,此人想从气球上沿绳慢慢下滑至地面,为了安全到达地面,则这根绳长至少为多少米?
(不计人的高度)
【例9】质量为M的一列火车在平直的轨道上匀速行驶,速度为v0.已知列车各部分所受的阻力都等于它们的重力的k倍.某时刻列车后部质量为m的一段脱钩,司机未能发现,仍以原牵引力带动列车前进.求
①当脱离部分的速度减为v0/2时,前面部分的速度.
②当后面部分停止后多长时间,前面部分的速度达到2v0.
【例10】总质量为kg的载人小船,以速度m/s在平静的湖面上匀速前进,若船内质量kg的人,相对船以速度m/s水平向后跳入水中,求人离船后船的速度是多大?
【例11】:
甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏,甲和他的冰车质量之和kg,乙和他的冰车质量之和也是kg,游戏时甲推着一个质量kg的箱子以大小为m/s的速度滑行,乙以同样大小的速度迎面而来,为了避免相撞,甲突然将箱子沿冰面推给乙,箱子滑到乙处,乙迅速抓住,若不计冰面摩擦,求甲至少要以多大速度(相对地)将箱子推出,才能避免与乙相撞?
【例12】载人气球原静止于离地高h的高空,气球质量为M,人的质量为m,如图所示,若人沿绳梯下落至地面,则绳梯至少为多长?
【例13】如图所示,倾角为,长为L的斜面置于光滑水平面上,已知斜面质量为M,今有一质量为m的滑块从斜面上端由静止开始沿斜面下滑,滑块到底端时,斜面后退的距离有多大?
【例14】如图所示,质量为kg的滑块静止于光滑的水平面上,一质量g的小球,以的速率碰到滑块后又以的速率被弹回,求滑块获得的速度是多少?
【例15】如图所示,一轻质弹簧两端连着物体A和B,放在光滑的水平面上,物体A被水平速度为的子弹击中,子弹嵌在其中,已知A的质量是B的质量的,子弹的质量是B的质量的.求:
(1)A物体获得的最大速度;
(2)弹簧压缩量最大时B物体的速度.
【例16】一导弹离地面的高度为h,正在水平飞行,在某一时刻的速度为v时,突然爆炸成质量相同的A、B两块,A、B同时落地,两落地点相距,两落地点在同一水平面且与爆炸前速度在同一竖直平面内,不计空气阻力,则爆炸后A、B两块的速度分别是多少?
【例17】如图所示,质量均为M的小车A、B,B车上挂有质量为M/4的金属球C,C球相对B车静止,其悬线长0.4m,若两车以相同的速率1.8m/s在光滑的水平面上相向运动,相碰后连在一起(碰撞时间很短),则C球摆到最高点时的速度多大?
图13
A
V0
B
C
7.【例18】如图13所示,在光滑的水平面上有一长为L的木板B,上表面粗糙,在其左端有一光滑的1/4圆弧槽C,与长木板接触但不相连,圆弧槽的下端与木板上表面相平,B、C静止在水平面上。
现有滑块A以初速V0从右端滑上B,并以1/2V0滑离B,确好能到达C的最高点。
A、B、C的质量均为m,试求:
(1)木板B上表面的动摩擦因素μ;
(2)1/4圆弧槽C的半径R;(3)当A滑离C时,C的速度。
【例19】如图所示,质量为m=1kg的滑块,以υ0=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车,若小车质量M=4kg,平板小车长L=3.6m,滑块在平板小车上滑移1s后相对小车静止.求:
(1)滑块与平板小车之间的滑动摩擦系数μ;
(2)若要滑块不滑离小车,滑块的初速度不能超过多少?
(g取9.8m/s2)(10分)
【例20】如图所示,两个质量均为4m的小球A和B由轻弹簧连接,置于光滑水平面上.一颗质量为m子弹,以水平速度v0射入A球,并在极短时间内嵌在其中.求:
在运动过程中
(1)什么时候弹簧的弹性势能最大,最大值是多少?
(2)A球的最小速度和B球的最大速度.
【例21】如图所示,质量为M的小船长L,静止于水面,质量为m的人从船左端走到船右端,不计水对船的运动阻力,则这过程中船将移动多远?
【例22】质量为2t的汽车在平直公路上由静止开始运动,若保持牵引力恒定,则在30s内速度增大到15m/s,这时汽车刚好达到额定功率,然后保持额定输出功率不变,再运动15s达到最大速度20m/s,求:
(1)汽车的额定功率;
(2)汽车运动过程中受到的阻力;
(3)汽车在45s共前进多少路程。
【例23】如图,AB是竖直面内的四分之一圆弧形光滑轨道,下端B与水平直轨道相切。
一个小物块自A点由静止开始沿轨道下滑,已知轨道半径为R=0.2m,小物块的质量为m=0.1kg,小物块与水平面间的动摩擦因数µ=0.5,取g=10m/s2。
求:
(1)小物块在B点时受圆弧轨道的支持力
(2)小物块在水平面上滑动的最大距离
【例24】总质量为M的火箭模型从飞机上释放时的速度为v0,速度方向水平。
火箭向后以相对于地面的速率u喷出质量为m的燃气后,火箭本身的速度变为多大?
【例25】抛出的手雷在最高点时水平速度为10m/s,这时忽然炸成两块,其中大块质量300g仍按原方向飞行,其速度测得为50m/s,另一小块质量为200g,求它的速度的大小和方向。
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