
1. (2024河南部分高中期末聯(lián)考)碰碰車是一種十分受歡迎的游樂設施,因其互動性、刺激性和趣味性而備受游客們喜愛。為了研究碰碰車運動過程中的速度變化和碰撞情況,在其車身上安裝了速度傳感器,已知碰碰車甲的總質(zhì)量為100kg,碰碰車乙的總質(zhì)量為60kg,兩車始終在一條直線上運動,碰撞時間極短。
(1)現(xiàn)觀測到車甲以4.5m/s的速度與靜止的車乙發(fā)生碰撞,碰后甲、乙的速度變?yōu)?.5m/s和5m/s,請分析這次碰撞是不是彈性碰撞,如果不是彈性碰撞請計算一下碰撞過程中的機械能損失;
(2)車甲以5m/s的速度追上前方以3m/s的速度行駛的車乙發(fā)生碰撞,若甲、乙的這次碰撞是彈性碰撞,請求出兩車碰后的速度。
【參考答案】(1)碰撞為非彈性碰撞,150J;(2),
【名師解析】
(1)兩車碰撞前的總動能
碰撞后總動能為
由于
機械能減少,可知碰撞為非彈性碰撞,損失的機械能為
(2)碰撞過程中,根據(jù)動量守恒定律
碰撞為彈性碰撞,根據(jù)機械能守恒定律可得
聯(lián)立解得
,
2. (2024廣東潮州質(zhì)檢)如圖1所示,夜間會車,最怕遇到刺眼“遠光燈”,每年因不當使用遠光燈引起的交通事故數(shù)不勝數(shù)。某汽車試驗機構對相向行駛車輛開啟遠光燈的行為進行了模擬:在一個較昏暗的環(huán)境下,一輛廂式貨車在一封閉道路上以大小為的速度做勻速直線運動如圖2所示,貨柜里使用布條連接車廂固定著兩個間距、質(zhì)量均為1噸的鋼箱。某時刻,對面車道駛來一輛開著遠光燈的汽車,刺眼的燈光使得貨車司機瞬間眼前一黑,司機立即剎車讓貨車以大小為的加速度做勻減速直線運動。在司機開始剎車的同時乙鋼箱布條被扯斷,一段時間后兩鋼箱碰撞并粘在一起,碰撞時間極短且碰撞瞬間甲鋼箱的布條也被扯斷。貨車司機聽到響聲后,經(jīng)過的反應時間踩下油門,讓貨車以大小為的加速度加速,最終才使得兩鋼箱不再滑動。已知鋼箱與貨柜之間的動摩擦因數(shù),不考慮布條斷裂瞬間對鋼箱和貨車的影響,重力加速度取,求:
(1)貨車司機開始剎車到兩鋼箱發(fā)生撞擊的時間;
(2)兩鋼箱碰撞瞬間甲鋼箱受到的沖量的大??;
(3)為避免甲鋼箱與貨柜頭接觸而造成二次碰撞,甲鋼箱左側與貨柜頭距離至少為多少。
【參考答案】(1);(2);(3)
【名師解析】
(1)設貨車司機開始剎車到兩鋼箱發(fā)生撞擊時間,貨車勻減速直線運動的位移為
在司機開始剎車的同時乙鋼箱布條被扯斷,則乙貨箱受滑動摩擦力做勻減速直線運動,有
乙貨箱的位移為
兩貨箱相撞,滿足
聯(lián)立解得時間為
(2)兩鋼箱相撞時,貨車和甲鋼箱的速度為
乙鋼箱的速度為
兩鋼箱相碰后的共同速度為,兩鋼箱碰撞的過程動量近似守恒,有
解得共同速度為
兩鋼箱碰撞瞬間對甲由動量定理有
方向向左。
(3)在反應時間內(nèi)貨車繼續(xù)做勻減速直線運動,有
兩貨箱一起向前做勻減速直線運動,,有
此后貨車加速且鋼箱減速,設經(jīng)過兩者達到共速,共速后因,三者一起保持相對靜止加速,有
解得
,
則為避免甲鋼箱與貨柜頭接觸而造成二次碰撞,甲鋼箱左側與貨柜頭距離至少為
3. (2024廣東佛山一模)下圖是礦山自動卸貨簡化示意圖。質(zhì)量為的平底容器內(nèi)裝有質(zhì)量的礦石,從光滑圓弧軌道上高為的點由靜止釋放,平滑滑上靜止在光滑水平軌道上的無動力小車,小車長為、質(zhì)量為。平底容器在小車上滑行與小車右端擋板碰撞后不反彈,而后隨小車向右運動至水平軌道右端時,壓縮固定在水平軌道右端的彈簧,當彈簧被壓縮到最短時將小車鎖定。卸下礦石后解除鎖定,彈簧能量全部釋放,將小車及空的平底容器一起彈回,當小車與水平軌道左側臺階碰撞時瞬間停止??掌降兹萜骰鲂≤嚊_上圓弧軌道回到出發(fā)點。設平底容器長和寬遠小于,礦石不會在平底容器中滑動,彈簧的形變始終處于彈性限度內(nèi),重力加速度為。試求:
(1)平底容器滑上小車前瞬間的速度大??;
(2)小車被鎖定時彈簧的彈性勢能;
(3)若平底容器與小車間的動摩擦因數(shù),且水平軌道足夠長。要保證平底容器能在小車接觸到彈簧前與小車右端擋板相碰,且能被彈回至出發(fā)點,則每次運送的礦石質(zhì)量應滿足什么要求?
【參考答案】(1);(2);(3)
【名師解析】
(1)設平底容器滑上小車前瞬間的速度大小為v0,對平底容器從A點到滑上小車前列動能定理
解得
(2)設平底容器與右側豎直擋板碰撞后的速度為v共,則對平底容器滑上小車到與擋板碰撞列動量守恒
設小車被鎖定時彈簧的彈性勢能為Ep,由能量守恒可知
解得
(3)同理可知
彈回過程中,彈性勢能轉(zhuǎn)化為平底容器和小車的動能,而小車與水平軌道左側臺階碰撞時瞬間停止,則這一部分能量損失,此時對平底容器從擋板處滑上A點列能量守恒
解得
要保證平底容器能在小車接觸到彈簧前與小車右端擋板相碰,則系統(tǒng)損失動能剛好等于平底容器在小車上相對滑動產(chǎn)生的熱量,即由動量守恒定律
由能量守恒定律
聯(lián)立解得
故
綜上所述每次運送的礦石質(zhì)量應滿足要求為
4. (2024上海松江二中質(zhì)檢)北京冬奧會中,圖1為中國運動員投擲冰壺的鏡頭。冰壺的一次投擲過程可以簡化為如圖2所示的模型:在水平冰面上,運動員將冰壺甲推到A點放手,冰壺甲以速度從A點沿直線ABC滑行,之后與靜止在B點的冰壺乙發(fā)生正碰。已知兩冰壺的質(zhì)量均為m,冰面與兩冰壺間的動摩擦因數(shù)均為μ,,重力加速度為g,冰壺可視為質(zhì)點。不計空氣阻力。
(1)求冰壺甲滑行到B點時的速度大小v;
(2)若忽略兩冰壺發(fā)生碰撞時的能量損失,碰后兩冰壺最終停止的位置將如圖3所示:甲停在B點,乙停在B點右側某點D。請通過計算,分析說明;
(3)在實際情景中,兩冰壺發(fā)生碰撞時有一定的能量損失。如果考慮了它們碰撞時的能量損失,請你參照圖3,在圖4中畫出甲、乙兩冰壺碰后最終停止的合理位置。(畫出兩冰壺的合理位置即可,不必說明理由。)
【名師解析】(1)對滑行的冰壺分析可知,受重力和支持力平衡,還受摩擦力就等于合力,根據(jù)牛頓第二定律得
根據(jù)勻變速直線運動位移速度公式可得
解得
(2)碰撞模型中,作用時間很短,認為碰撞的內(nèi)力遠大于外力,動量守恒,設冰壺甲剛剛碰后的速度為,冰壺乙剛剛碰后的速度為,有
又忽略兩冰壺發(fā)生碰撞時的能量損失,有
聯(lián)立解得
,
由于又是正碰,所以冰壺甲停在B點,冰壺乙繼續(xù)運動一段距離停在D點。
(3)在實際情景中,兩冰壺發(fā)生碰撞時有一定的能量損失,則碰撞后甲仍有一定向右的速度,乙的速度比彈性碰撞后的速度小,甲、乙兩冰壺碰后最終停止的合理位置如圖所示,甲、乙停在BD之間,甲在B點右側,乙在D點左側。
5.(2024湖南名校期末聯(lián)考)(14分)質(zhì)量為m的鋼板B與直立輕彈簧的上端連接,彈簧下端固定在地上.平衡時,彈簧的壓縮量為x0,如圖所示.一質(zhì)量為2m的物塊A從鋼板正上方距離為3x0處自由落下,打在鋼板上。
(1)若兩物體發(fā)生的是彈性碰撞,則碰撞后A、B兩物體的速度v1、v2為多少?
(2)若兩物體發(fā)生的是完全非彈性碰撞,碰撞后一起向下運動,但不粘連.它們到達最低點后又向上運動.且物塊與鋼板回到O點時,還具有向上的速度.求物塊向上運動到達的最高點與O點的距離.已知彈性勢能Ep與形變x的關系式為
【名師解析】:(1)物塊與鋼板碰撞時的速度
--------------2
B兩物體發(fā)生彈性碰撞有:
(2m)v0=(2m)v1+mv2----------------1
-----------1
得---------------------------------1
----------------------------------1
kx0=mg----------------------------------1
平衡位置彈性勢能-------------------1
設v3表示質(zhì)量為2m的物塊與鋼板碰撞后開始一起向下運動的速度,則有
2mv0=3mv3 -----------------------------------------2
設回到彈簧原長位置兩物體的速度為v4,取平衡位置重力勢能為0,則:
----------2
當質(zhì)量為2m的物塊與鋼板一起回到O點時,彈簧的彈力為零,物塊與鋼板只受到重力作用,加速度為g.一過O點,鋼板受到彈簧向下的拉力作用,加速度大于g.由于物塊與鋼板不粘連,物塊不可能受到鋼板的拉力,其加速度仍為g.故在O點物塊與鋼板分離,分離后,物塊以速度v4豎直上升,則由以上各式解得,物塊向上運動所到最高點與O點的距離為
------------- 2
6.(11分)(2024年浙江省新陣地教育聯(lián)盟質(zhì)檢)如圖所示,水平直軌道AB、CD與水平傳送帶平滑無縫連接。半徑的豎直半圓軌道DE與CD平滑相切連接。質(zhì)量的物塊a以的速度從B點進入傳送帶,離開傳送帶后與靜止在CD上質(zhì)量為的物塊b發(fā)生碰撞。已知傳送帶長,以1m/s的速率順時針轉(zhuǎn)動,物塊a與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,其他摩擦不計,兩物塊均可視為質(zhì)點,重力加速度,求:
(1)物塊a剛離開傳送帶時的速度大小及在傳送帶上運動的時間t;
(2)若a、b碰撞后粘為一體,求取何值時,a、b一起經(jīng)過圓軌道最低點D時對軌道的壓力最小;
(3)若a、b發(fā)生彈性正碰,且碰后b從圓軌道最高點E離開,設a在圓軌道上到達的最高點距D點的豎直高度為h,僅考慮這一種情況,求h與的關系。
【名師解析】.(11分)
(1)設a從B到C全程勻減速,對a分析,
動能定理(1分)
得(1分)
故假設成立(1分)
(2)a、b碰撞過程,由動量守恒(1分)
在D點,有(1分)
壓力
當且僅當,
即時,壓力最?。?分)
(3)a、b碰撞,動量守恒
機械能守恒(1分)
得,
b恰到E點時,在E點,有,b從D到E,有
聯(lián)立上述兩式解得(1分)
若a恰到圓軌道圓心等高處,有,得(1分)
a在圓心等高處下方減速至零,從D到速度減為零的過程,有,
得(1分)
取值范圍(1分)
7. (2024遼寧省葫蘆島期末) 如圖所示,一半徑為R=0.8m的四分之一光滑圓弧軌道與光滑水平軌道cd在d處平滑連接,且與足夠長的粗糙水平軌道ab在同一豎直平面內(nèi)。在ab的最右端放置一個質(zhì)量M=4kg的木板,其上表面與cd等高,木板與軌道ab間的動摩擦因數(shù),質(zhì)量的滑塊Q置于cd軌道上且與c點距離為6m?,F(xiàn)在圓弧軌道的最高點處由靜止釋放一質(zhì)量的滑塊P,一段時間后滑塊P與Q發(fā)生彈性正碰,碰撞時間極短。從P與Q碰撞結束開始計時,3s末Q從木板左端飛出(飛出后立即被取走,對其他物體的運動不造成影響)。已知P、Q與木板間的動摩擦因數(shù)均為,滑塊P、Q均可視為質(zhì)點,最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等,g取10m/s2,求:
(1)碰撞后P、Q速度的大小和方向;
(2)木板的長度L;
(3)若P滑塊滑上木板瞬間,地面變?yōu)楣饣瑔朠滑塊能否從木板左端滑離木板?
若能,求P從木板左端滑離時的速度;若不能,求P滑塊相對木板靜止時P滑塊木板上的位置距木板右端的距離。
【參考答案】(1)2m/s,6m/s,方向均水平向左;(2);(3)不能,
【名師解析】
(1)滑塊P釋放到與Q碰前,根據(jù)動能定理有
P、Q發(fā)生彈性碰撞,則有
解得
方向均水平向左
(2)滑塊Q碰后到c點用時,則有
滑塊P碰后到c點用時,則有
滑塊Q滑上木板勻減速運動,則有
根據(jù)題意有
解得
由于
所以木板處于靜止狀態(tài)則木板的長度為
(3)滑塊Q滑落木板后,滑塊P滑上木板,滑塊P做勻減速直線運動,木板做勻加速直線運動,令二者共速用時,則有
解得
令P相對木板的相對位移為,則有
解得
可知,P不能滑落木板,距木板右端的距離0.4m
8. (2024江蘇泰州3月調(diào)研)如圖所示,可視為質(zhì)點的兩個小物塊A、B并排放在粗糙水平面上,一根輕繩一端固定于水平面上的O點,另一端系在小物塊A上。已知,A、B與水平面間的動摩擦因數(shù),輕繩長取取3.14且?,F(xiàn)給A一個向左的初速度,使其繞O點做圓周運動,運動一周時與B發(fā)生彈性碰撞。求:
(1)A剛開始運動時所受輕繩拉力的大??;
(2)A與B碰前瞬間的加速度大小a;
(3)A與B碰后B滑行的距離s。
【參考答案】(1);(2);(3)
【名師解析】(1)A剛開始運動時輕繩拉力提供向心力
解得輕繩拉力的大小
(2)設A與B碰前瞬間的速度為,根據(jù)動能定理
解得
此時繩子的拉力為
根據(jù)牛頓第二定律
解得
(3)根據(jù)動量守恒
根據(jù)機械能守恒
解得
B的加速度
A與B碰后B滑行的距離
9. (2024河北保定部分學校期末) 如圖所示,固定在豎直平面內(nèi)的軌道由傾角θ可調(diào)的傾斜軌道AB、足夠長的水平軌道BC和半徑為R=0.3m的豎直圓軌道構成,P為圓軌道的最高點,AB段軌道粗糙,其余軌道光滑,各段軌道均平滑連接,當傾角θ=30°時,質(zhì)量為m1=0.6kg的物塊a恰好能沿軌道AB勻速下滑。現(xiàn)將傾角調(diào)為θ=60°,讓物塊a從距水平面BC高度為h=1.2m處靜止滑下,過一段時間后與靜止在水平軌道BC上的物塊b發(fā)生彈性碰撞,若物塊a、b均可視為質(zhì)點,物塊a始終不會脫離軌道,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)物塊a與軌道AB間的動摩擦因數(shù);
(2)物塊a第一次經(jīng)過圓軌道最高點P時對軌道的壓力大小;
(3)若物塊a只經(jīng)過一次P點且能與物塊b發(fā)生兩次碰撞,求物塊b的質(zhì)量范圍。
【參考答案】(1);(2)2N;(3)
【名師解析】
(1)當傾角θ=30°時,物塊a恰好能沿軌道AB勻速下滑,則
解得
(2)物塊a第一次經(jīng)過圓軌道最高點P時,由動能定理
解得
在P點時
解得
(3)設物塊a與物塊b碰前的速度為v0,則
解得
根據(jù)動量守恒和能量守恒,可得
解得
因物塊a只經(jīng)過一次P點,且不脫離軌道,則
物塊a能與物塊b發(fā)生兩次碰撞,則
聯(lián)立解得
10. (2024陜西銅川一模) 如圖所示,水平地面放置A和B兩個物塊,物塊A的質(zhì)量m1=2 kg,物塊B的質(zhì)量m2=1 kg,物塊A、B與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5.現(xiàn)對物塊A施加一個與水平方向成37°角的外力F,F(xiàn)=10 N,使物塊A由靜止開始運動,經(jīng)過12 s物塊A剛好運動到物塊B處,A物塊與B物塊碰前瞬間撤掉外力F,物塊A與物塊B碰撞過程沒有能量損失,設碰撞時間很短,A、B兩物塊均可視為質(zhì)點,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8.求:
(1)計算A與B兩物塊碰撞前瞬間物塊A的速度大小;
(2)若在物塊B的正前方放置一個彈性擋板,物塊B與擋板碰撞時沒有能量損失,要保證A和B兩物塊能發(fā)生第二次碰撞,彈性擋板距離物塊B的距離L不得超過多大?
【參考答案】(1) 6m/s (2) L不得超過3.4m
【名師解析】
(1)設A與B碰前速度為,由牛頓第二定律得:
解得:
則速度
(2)AB相碰,碰后A的速度,B的速度
由動量守恒定律得:
由機械能守恒定律得:
聯(lián)立解得:、
對A用動能定理得:
解得:
對B用動能定理得:
解得:
物塊A和B能發(fā)生第二次碰撞的條件是,解得
即要保證物塊A和B能發(fā)生第二次碰撞,彈性擋板距離物塊B的距離L不得超過3.4m
11. (2024河北部分學校期末聯(lián)考)如圖所示,一固定的質(zhì)量為m、高為1.5h、傾角為的光滑斜面體與光滑水平面平滑連接,水平面與右側的水平傳送帶平滑連接,傳送帶以的速度順時針勻速轉(zhuǎn)動。將質(zhì)量m的小球A(可視為質(zhì)點)從高為4.5h處以某一初速度水平拋出,小球剛好無碰撞的從斜面體頂端滑上斜面體,小球從斜面體上離開的瞬間解除對斜面體的鎖定。小球A在傳送帶左側與靜止的質(zhì)量為2m的滑塊B(可視為質(zhì)點)在極短的時間內(nèi)發(fā)生彈性碰撞,碰撞后滑塊B滑上傳送帶,滑塊B和傳送帶之間的動摩擦因數(shù),傳送帶的長度。重力加速度為g。求:
(1)小球A拋出點與斜面體左端的水平距離;
(2)碰撞后小球A返回,沿斜面體向上運動的最大高度;
(3)滑塊B在傳送帶上運動的時間和此過程中產(chǎn)生的熱量。
【參考答案】(1);(2);
(3)
【名師解析】
(1)小球A拋出時的初速度為,拋出后小球做平拋運動,有
小球A拋出點與斜面體左端的水平距離
解得
(2)小球到達斜面底端時速度為,由動能定理有
解得
小球A與滑塊B碰撞過程有
解得
,
小球A反向滑上斜面體的過程中有
解得
(3)假設滑塊B滑上傳送帶后先加速后勻速,加速過程有
解得
所以假設成立,滑塊B加速運動的時間
滑塊B在傳送帶上勻速運動的時間
所以滑塊B在傳送帶上運動的時間
在傳送帶加速過程中滑塊B相對傳送帶的位移
此過程中產(chǎn)生的熱量
12. (2024石家莊辛集市2月質(zhì)檢)如圖所示,小物塊A從光滑軌道上的某一位置由靜止釋放,沿著軌道下滑后與靜止在軌道水平段末端的小物塊B發(fā)生碰撞,碰后兩物塊粘在一起水平拋出。已知,小物塊A、B的質(zhì)量均為,物塊A的釋放點距離軌道末端的豎直高度為,A、B的拋出點距離水平地面的豎直高度為,取重力加速度。求:
(1)兩物塊碰前A速度的大??;
(2)兩物塊碰撞過程中損失的機械能;
(3)兩物塊落地點距離軌道末端的水平距離。
【參考答案】(1)2m/s;(2)0.1J;(3)0.3m
【名師解析】
(1)由動能定理可知,A從靜止釋放到兩物塊碰撞前
解得
(2)設碰撞后,A、B的速度為v1,則由動量定理可得
解得
故機械能損失
(3)兩物塊后續(xù)做平拋運動,水平方向上
豎直方向上
解得
13. (2024山東濟南期末) 如圖所示,水平地面上固定傾角的斜面和足夠長的桌面。桌面上放置長度的“L”形木板,木板左端靜置一滑塊。一小球從點靜止釋放,與斜面在點發(fā)生碰撞(碰撞前后沿斜面方向速度不變,垂直于斜面方向的速度等大反向),之后恰好水平擊中滑塊,的距離。已知小球質(zhì)量,滑塊質(zhì)量,木板質(zhì)量,滑塊與木板間的動摩擦因數(shù),木板與桌面間的動摩擦因數(shù)。最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,小球和滑塊均視為質(zhì)點,所有碰撞都是彈性碰撞,不計碰撞時間和空氣阻力,重力加速度。求:
(1)小球與斜面碰撞后速度的大小與方向;
(2)滑塊與木板發(fā)生碰撞后兩個物體速度的大??;
(3)整個過程桌面對木板摩擦力沖量。
【參考答案】(1),方向指向右上方,與水平方向成30°角;(2),;
(3),方向水平向左
【名師解析】
(1)設小球落到點時速度為,則
碰后速度
即
方向指向右上方,與水平方向成30°角。
(2)小球與滑塊碰撞前的速度
設碰后小球速度為,滑塊速度為,則由動量守恒和機械能守恒
碰后滑塊與木板間的滑動摩擦力
木板受平臺的最大靜摩擦力
故木板靜止不動。設滑塊與木板相碰前速度為,由動能定理
設滑塊與木板碰后兩者速度分別為和,則
解得
,
(3)滑塊與木板碰前運動的時間,故
從碰后到二者共速,對滑塊和木板分別由動量定理
共速后兩者一起勻減速運動直至停止,設用時,則
桌面對木板沖量的大小為
解得
方向水平向左。
14. .(2024江蘇南京期末) 如圖所示,兩小木塊A、B質(zhì)量均為,用勁度系數(shù)為、原長為的輕彈簧連在一起,放在水平地面上,A處于靜止。重力加速度為。有人利用該裝置進行以下兩步操作:
第一步,用外力將A緩慢豎直下壓一段距離后,撤去外力,發(fā)現(xiàn)A上下運動,B剛好不離開地面。
第二步,將一質(zhì)量為的橡皮泥在A正上方某處自由落下,與A碰撞并附著在A上,一起向下運動,此后,木塊B能夠離開地面。求:
(1)木塊A處于靜止狀態(tài)時,彈簧的長度;
(2)第一步操作中,外力對木塊A做的功;
(3)第二步操作中,橡皮泥自由下落的距離應滿足的條件。
【參考答案】(1);(2);(3)
【名師解析】
(1)木塊A靜止時,由胡克定律可得彈簧的壓縮量為
彈簧實際長度為
解得
(2)因為B剛好不離開地面,則有
可得A在最高點時,彈簧伸長
所以A木塊從開始到運動的最高點的過程中彈簧對A做的總功為零,由動能定理得
解得
(3)對橡皮泥自由下落,由機械能守恒定律可得
橡皮泥與A碰撞,由動量守恒定律可得
對橡皮泥與A從一起運動到最高點,由能量守恒得
解得
15 (2024廣東大亞灣區(qū)一模)如圖所示,P點左側有一高的平臺與半徑的四分之一光滑圓弧底部相切,平臺表面粗糙,長度為1.0m?,F(xiàn)讓一物塊A從圓弧左側與圓心等高處靜止釋放,下滑至平臺與另一置于平臺右側邊緣的物塊B發(fā)生碰撞,碰后其中一個物塊落在地面上的M點,另外一個物塊落到N點,M點和N點與平臺右側邊緣的水平距離為分別為1.0m和2.0m,已知A、B兩物塊可視為質(zhì)點,物塊A與平臺的動摩擦因數(shù)為0.2,。求:
(1)碰撞前物塊A的速度v的大小;
(2)落到M點和N點對應的平拋運動初速度和;
(3)物塊A和物塊B的質(zhì)量之比。
【參考答案】(1);(2),;(3)或或
【名師解析】
(1)根據(jù)題意,物塊A由靜止釋放到與物塊B碰撞前過程中,由動能定理有
解得
(2)豎直方向上,由可得,兩物塊做平拋運動的時間為
水平方向上有
,
解得
,
(3)如果物塊A與物塊B碰撞后均往前運動,則兩者落點分別為和,根據(jù)動量守恒定律有
解得
碰撞前的動能為
碰撞后的動能為
則有
滿足碰撞過程動能不增加原理,則答案合理;
如果物塊A碰撞后反彈,后來落到點,假設撞后瞬間物塊A速率為,根據(jù)動能定理和動量守恒定律有
解得
同理,對碰撞前后動能進行比較有
滿足碰撞過程動能不增加原理,則答案合理;
如果物塊A碰撞后反彈,后來落到點,假設撞后瞬間物塊A速率,根據(jù)動能定理和動量守恒定律有
解得
同理,對碰撞前后動能進行比較有
滿足碰撞過程動能不增加原理,則答案合理,
綜上所述物塊A和物塊B的質(zhì)量之比為或或。
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