【題目】如圖所示,冰雪游樂場(chǎng)滑道O點(diǎn)的左邊為水平滑道,右邊為高度h=3.2m的曲面滑道,左右兩邊的滑道在O點(diǎn)平滑連接。小孩乘坐冰車由靜止開始從滑道頂端出發(fā),經(jīng)過O點(diǎn)后與處于靜止?fàn)顟B(tài)的家長所坐的冰車發(fā)生碰撞,碰撞后小孩及其冰車恰好停止運(yùn)動(dòng)。已知小孩和冰車的總質(zhì)量m=30kg,家長和冰車的總質(zhì)量為M= 60kg,人與冰車均可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)一切摩擦阻力,取重力加速度g=10m/s2,求:

1)小孩乘坐冰車經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度大。

2)碰撞后家長和冰車共同運(yùn)動(dòng)的速度大。

3)碰撞過程中小孩和家長(包括各自冰車)組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能。

【答案】(1)8m/s (2)4.0m/s (3)480J

【解析】試題分析小孩乘坐冰車由曲面下滑的過程,只有重力做功,其機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律求小孩乘坐冰車經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度大;對(duì)于碰撞過程,小孩和家長(包括各自冰車)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律求碰撞后家長和冰車共同運(yùn)動(dòng)的速度大小;碰撞過程中小孩和家長(包括各自冰車)組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于碰撞前后機(jī)械能的差,由能量守恒定律求解。

(1)設(shè)小孩經(jīng)過O點(diǎn)時(shí)的速度大小為v0,由機(jī)械能守恒定律有:

代入數(shù)據(jù)解得:

(2)碰撞過程中小孩和家長(包括各自冰車)組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,設(shè)碰撞后家長的速度大小為v1,則mv0=Mv1

解得:v1=mv0/M=4.0m/s

(3)設(shè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能為ΔE,則:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩根金屬平行導(dǎo)軌放在水平面上,左端向上彎曲且光滑,導(dǎo)軌間距為,電阻不計(jì).水平段導(dǎo)軌所處空間有兩個(gè)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),相距一段距離不重疊,磁場(chǎng)Ⅰ左邊界在水平段導(dǎo)軌的最左端,磁感強(qiáng)度大小為,方向豎直向上;磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為,方向豎直向下.質(zhì)量均為、電阻均為的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置在其上,金屬棒置于磁場(chǎng)Ⅱ的右邊界處.現(xiàn)將金屬棒從彎曲導(dǎo)軌上某一高處由靜止釋放,使其沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng).設(shè)兩金屬棒運(yùn)動(dòng)過程中始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.

(1)若水平段導(dǎo)軌粗糙,兩金屬棒與水平段導(dǎo)軌間的最大摩擦力均為,將金屬棒從距水平面高度處由靜止釋放.求:

①金屬棒剛進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ時(shí),通過金屬棒的電流大;

②若金屬棒在磁場(chǎng)Ⅰ內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中,金屬棒能在導(dǎo)軌上保持靜止,通過計(jì)算分析金屬棒釋放時(shí)的高度應(yīng)滿足的條件;

(2)若水平段導(dǎo)軌是光滑的,將金屬棒仍從高度處由靜止釋放,使其進(jìn)入磁場(chǎng)Ⅰ.設(shè)兩磁場(chǎng)區(qū)域足夠大,求金屬棒在磁場(chǎng)Ⅰ內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中,金屬棒中可能產(chǎn)生焦耳熱的最大值.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】摩天輪懸掛座艙,乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列敘述正確的是(

A. 摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,乘客的動(dòng)量保持不變

B. 在最高點(diǎn),乘客重力大于座椅對(duì)他的支持力

C. 摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,乘客重力的沖量為零

D. 摩天輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,乘客重力的瞬時(shí)功率保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,電源內(nèi)阻為r,串聯(lián)的固定電阻為R2,滑動(dòng)變阻器的總電阻為R1,電阻大小關(guān)系為R1=R2=r,則在滑動(dòng)觸頭從a端移動(dòng)到b端的過程中,下列描述中正確的是

A. 電路中的總電流先增大后減小

B. 電路的路端電壓先增大后減小

C. 電源的輸出功率先增大后減小

D. 滑動(dòng)變阻器R1上消耗的功率先減小后增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,金屬框架ABCD固定在水平面內(nèi),ABCD平行且足夠長,BCCD間的夾角為θθ<90°),不計(jì)金屬框架的電阻.光滑導(dǎo)體棒EF(垂直于CD)在外力作用下以垂直于自身的速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),導(dǎo)體棒在滑動(dòng)過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸,經(jīng)過C點(diǎn)瞬間作為計(jì)時(shí)起點(diǎn),下列關(guān)于電路中電流大小I與時(shí)間t、消耗的電功率P與導(dǎo)體棒水平移動(dòng)的距離x變化規(guī)律的圖象中正確的是

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】科學(xué)革命引發(fā)了觀念形態(tài)的革命:宗教神秘主義的面紗和覆蓋真相的無知之幕被理性之手撩開一角,傳統(tǒng)的權(quán)威受到撼動(dòng),人類第一次從對(duì)自然恐懼的陰影下走出來,重新審視自身的價(jià)值和能力。此處科學(xué)革命的代表人物是( )

A. 牛頓 B. 達(dá)爾文 C. 愛因斯坦 D. 普朗克

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在水平光滑地面上有A、B兩個(gè)木塊,A、B之間用一輕彈簧連接。A靠在墻壁上,用力F向左推B使兩木塊之間彈簧壓縮并處于靜止?fàn)顟B(tài)。若突然撤去力F,則下列說法中正確的是

A. 木塊A離開墻壁前,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,機(jī)械能也守恒

B. 木塊A離開墻壁前,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,但機(jī)械能守恒

C. 木塊A離開墻壁后,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,機(jī)械能也守恒

D. 木塊A離開墻壁后,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量不守恒,但機(jī)械能守恒

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】A、B兩船質(zhì)量均為M,都靜止在平靜的水面上,現(xiàn)A船中質(zhì)量為M/2的人,以對(duì)地的水平速度v從A船跳到B船,再從B船跳到A船,……經(jīng)n次跳躍后(水的阻力不計(jì))下列說法錯(cuò)誤的是( )

A. A、B兩船(包括人)的動(dòng)量大小之比總是1:1

B. A、B兩船(包括人)的速度大小之比總是1:1

C. 若n為奇數(shù),A、B兩船(包括人)的速度大小之比為3:2

D. 若n為偶數(shù),A、B兩船(包括人)的速度大小之比為2:3

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量M=3.5kg的小車靜止于光滑水平面上靠近桌子處,其上表面與水平桌面相平,小車長L=1.2m,其左端放有一質(zhì)量為0.5kg的滑塊Q。水平放置的輕彈簧左端固定,質(zhì)量為1kg的小物塊P置于桌面上的A點(diǎn)并與彈簧的右端接觸。此時(shí)彈簧處于原長,現(xiàn)用水平向左的推力將P緩慢推至B點(diǎn)(彈簧仍在彈性限度內(nèi))時(shí),推力做的功為WF=6J,撤去推力后,P沿桌面滑到小車上并與Q相碰,最后Q停在小車的右端,P停在距小車左端0.5m處。已知AB間距L1=5cm,A點(diǎn)離桌子邊沿C點(diǎn)距離L2=90cm,P與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)P、Q與小車表面間動(dòng)摩擦因數(shù)。(g=10m/s2)求:

(1)P到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度 vC。

(2)PQ碰撞后瞬間Q的速度大小。

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