五年高考三年联考绝对突破系列新课标(11)
为您服务教育网 http://www.wsbedu.com 设轨道对B球的支持力为N,B球对轨道的压力为N′,方向竖直向上为正、向下为负, 则N-βmg=βm
v2R2
N′=-N=-4.5 mg,方向竖直向下
(3)设A、B球第二次碰撞刚结束时的速度分别为V1、V2,则
?- mv1-βmv2=mV1+βmV2? ?1122mgR= mV+ βmV12?22?解得V1=- 2gR,V2=0
(另一组解:V1=-v1,V2=-v2不合题意,舍去) 由此可得:
当n为奇数时,小球A、B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与其第一次碰撞刚结束时相同;当n为偶数时,小球A、B在第n次碰撞刚结束时的速度分别与其第二次碰撞刚结束时相同.
10.(05天津理综24)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μ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 N·s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/s,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 m 解析(1)设水平向右为正方向,有
2
I=mAv0
①
代入数据解得 v0=3.0 m/s
②
(2)设A对B、B对A、C对A的滑动摩擦力的大小分别为FAB、FBA和FCA,B在A上滑行的时间为t,B离开A时A和B的速度分别为vA和vB,有
-(FBA+FCA)t=mAvA-mAv0 FABt=mBvB
③ ④
31
为您服务教育网 http://www.wsbedu.com 其中FAB=FBA FCA=μ(mA+mb)g
⑤
设A、B相对于C的位移大小分别为SA和SB, 有-(FBA+FCA)SA=FABSB=EKB
12
mAvA-
2
12mAv0
2
⑥
⑦
动量与动能之间的关系为 mAvA=mBvB=
2mAEKA
⑧
2mAEKA ⑨
木板A的长度 L=sA-sB
⑩
代入数据解得 L=0.50 m
11.(05全国理综Ⅱ25)如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水
平位置)从A点由静止出发绕O点下摆,当摆到最低点B时,女演员在极短时间内将 男演员沿水平方向推出,然后自己刚好能回到高处A.求男演员落地点C与O点的水 平距离s.已知男演员质量m1和女演员质量m2之比
m1m2=2,秋千的质量不计,秋千的摆长
为R,C点比O点低5R. 答案 8 R
解析 设分离前男女演员在秋千最低点B的速度为v0,由机械能守恒定律得 (m1+m2)gR=
12(m1+m2)v02
①
设刚分离时男演员速度大小为v1,方向与v0相同;女演员速度大小为v2,方向与v0相反,由动量守恒得(m1+m2)v0=m1v1-m2v2
②
分离后,男演员做平抛运动,设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t,根据题给条件,由运动学规律
4R=
12gt2
③
s=v1t ④
分离后,女演员恰回到A点,由机械能守恒定律
32
为您服务教育网 http://www.wsbedu.com m2gR=
12m2v2
2
⑤ ⑥ ⑦
已知m1=2m2
由以上各式得:s=8 R
12.(2005江苏18)如图所示,三个质量均为m的弹性小球用两根长均为L的轻绳连成一条直线而静止在光滑水平面上,现给中间的小球B一个水平初速度v0,方向与绳垂直,小球相互碰撞时无机械能损失,轻绳不可伸长.求:
(1)当小球A、C第一次相碰时,小球B的速度;
(2)当三个小球再次处在同一直线上时,小球B的速度; (3)运动过程中小球A的最大动能EkA和此时两根绳的夹角θ; (4)当三个小球处在同一直线上时,绳中的拉力F的大小. 答案 (1)
13v0 (2)-
13v0 (3)90° (4)m
v0L2
解析 (1)设小球A、C第一次相碰时,小球B的速度为vB,考虑到对称性及绳的不可伸长特性,小球A、C沿小球B初速度方向的速度也为vB.由动量守恒定律,得mv0=3mvB
由此解得vB=
13v0
(2)当三个小球再次处在同一直线上时,则由动量守恒定律和机械能守恒定律,得 mv0=mvB+2mvA
12mv02=
12mvB2+2×
131223mvA2
v0(三球再次处于同一直线)
解得vB=-v0,vA=
vB=v0,vA=0(初始状态,舍去)
所以三个小球再次处在同一直线上时,小球B的速度为 vB=-13v0(负号表明与初速度方向相反)
(3)当小球A的动能最大时,小球B的速度为零.设此时小球A、C的速度大小为u,两根绳间夹角为θ,则仍由动量守恒定律和机械能守恒定律,得:
mv0=2musin
12?212 mu2
mv02=2×
12另外,EkA=mu2
33
为您服务教育网 http://www.wsbedu.com 由此解得,小球A的最大动能为: EkA=
14mv02
此时两根绳间夹角为θ=90°
(4)小球A、C均以半径L绕小球B做圆周运动,当三个小球处在同一直线上时,以小球B为参考系(小球B的加速度为零,为惯性参考系),小球A、C相对小球B的速度均为:
v=|vA-vB|=v0
v2所以,此时绳中拉力大小为:F=m
L=m
v0L2
题组三
1.(05广东18) 如图所示,两个完全相同的质量为m的木板A、B置 于水平地面上,它们的间距s=2.88 m.质量为2m、大小可忽略的物
块C置于A板的左端.C与A之间的动摩擦因数为μ1=0.22,A、B与水平地面之间的动摩擦因数为μ2=0.10,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力.开始时,三个物体处于静止状态.现给C施加一个水平向右,大小为
25mg的恒力F,假定木板A、B碰撞时间极短且碰撞
后粘连在一起.要使C最终不脱离木板,每块木板的长度至少应为多少?
答案 0.3 m
解析 设A、C之间的滑动摩擦力大小为f1,A与水平地面之间的滑动摩擦力大小为f2
∵μ1=0.22,μ2=0.10 ∴F=
2525mg<f1=2μ1mg mg>f2=μ2(2m+m)g
且F=
∴一开始A和C保持相对静止,在F的作用下向右加速运动,有 (F-f2)·s=
12(2m+m)v12
A、B两木板的碰撞瞬间,内力的冲量远大于外力的冲量,A、B组成的系统动量守恒,由动量守恒定律得:
mv1=(m+m)v2
34
为您服务教育网 http://www.wsbedu.com 碰撞结束后三个物体达到共同速度的相互作用过程中,设木板向前移动的位移为x1,选三个物体构成的整体为研究对象,外力之和为零,则
2mv1+(m+m)v2=(2m+m+m)v3
设A、B系统与水平地面之间的滑动摩擦力大小为f3,对A、B系统,由动能定理 f1·s1-f3·s1=
12·2mv3-
2
12·2mv2 …… 此处隐藏:1948字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……
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