高中物理力学经典例题汇编2

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1、高中物理典型例题汇编力学部分9、如图8J所示，质量为m=0.4kg的滑块，在水平外力F作川下，在光滑水平面上从A点由静止开始向B点运动，到达B点时外力F突然撤去，滑块随即冲上半径为R=0.4米的丄光4滑圆弧面小车，小车立即沿光滑水平面PQ运动。设：开始时平面AB与圆弧CD相切，A、B、C三点在同一水平线上，令AB连线为X轴，H.AB二d=0.64m,滑块在AB面上运动时，其动量随位移的变化关系为P=1.6kgm/s,小车质量M=3.6kg,不计能量损失。求：⑴滑块受水平推力F为多大？(2)滑块通过C点时，圆弧C点受到压力为多大？(3)滑块到达D点时，小车速度为多大？(4)滑块能否第

2、二次通过C点？若滑块第二次通过C点时，小车与滑块的速度分别为多人？(5)滑块从D点滑出再返回D点这一过程屮，小车移动距离为多少?(g取10m/s2)Vb=I.6[x/m=1.6Jo.64/m=3.2m/sA->B,由动能定理得：FS=-mVB222所以F=m比-=0.4X3.22/(2X0.64)=3.2N2S(2)滑块滑上C立即做圆周运动，山牛顿第二定律得:2N-mg=m^—ifijVC=VB则RN=mg+m也=0.4X10+0.4X3.22/0.4=14.2NR(2)滑块由C->D的过程中，滑块和小千组成系统在水平方向动量守恒，由于滑块始终紧贴着小车一起运动，在D点时，滑块和

3、小车具有相同的水平速度Vdxo由动量守恒定律得:mVc=(M+m)VDX所以VDX=mVc/(M+m)=0.4X3.2/(3.6+0.4)=0.32m/s(3)滑块一定能再次通过C点。因为滑块到达D点时，除与小车有相同的水平速度Vdx外,还具有竖直向上的分速度Vdy，因此滑块以后将脱离小车相对于小车做竖直上抛运动(相对地而做斜上抛运动)。因题中说明无能量损失，可知滑块在离车片一段时间内，始终处于D点的正上方(因两者在水平方向不受力作川，水平方向分运动为匀速运动，具有相同水平速度)，所以滑块返回时必重新落在小车的D点上，然后再圆孤下滑，最后由(：点离开小午，做平抛运动落到地面上。由机

4、械能守恒定律得：12121°—mVc~=mgR+—(M+m)VDX+—mVDY~222所以'『DY=血：_2护_10卩爲=V3.22-2x10x0.4-10x0.322=l.lnVs以滑块、小车为系统，以滑块滑上C点为初态，滑块第二次滑到C点时为末态，此过程中系统水平方向动量守恒，系统机械能守恒(注意：对滑块来说，此过程中弹力与速度不垂直,弹力做功，机械能不守恒)得:mVc二mVJ+MV即尹Vc2=-mVc,2+-MV222上式中VC、V分别为滑块返冋C点时，滑块与小车的速度,V=2mVc/(M+m)=2X0.4X3.2/(3.6+0.4)=0.64m/sVc，=(m-M)Vc/(

5、m+M)=(0.4-3.6)X3.2/(0.4+3.6)=-2.56m/s(与V反向)(4)滑块离D到返回D这一过程屮，小车做匀速直线运动，前进距离为：AS=VDX2VDY/g=0.32X2Xl.l/10=0.07m10、/®9-1所示,质量为M二3kg的木板静止在光滑水平面上，板的右端放一质量为m=lkg的小铁块，现给铁块一个水平向左速度V0=4m/s,铁块在木板上滑行，与固定在木板左端的水平轻弹费相碰后又返回，且恰好停在木板右端，求铁块与弹费相碰过程中，弹性势能的最大值Ep。ywwMVo□m图9-1分析与解：在饮块运动的整个过程中，系统的动量守恒，因此弹赞压缩最大时和诙块停在木

6、板右端时系统的共同速度(铁块与木板的速度相同)可川动量守恒定律求出。在铁块相对丁木板往返运动过程中，系统总机械能损失等于摩擦力和相对运动距离的乘积，可利用能量关系分别対两过程列方程解出结果。设弹赞压缩量最大时和铁块停在木板右端时系统速度分别为V和V，,由动量守恒得：mV0=(M+m)V=(M+m)V,所以，V二VJmVo/(M+m)=lX4/(3+l)=lm/s铁块刚在木板上运动时系统总动能为：EK=FmVo2=O.5XlX16=8J弹簧压缩量最大时和铁块最后停在木板右端时，系统总动能都为：Ek=2(M+m)V2=O.5X(3+1)X1=2J铁块在相对于木板往返运过程屮，克服摩擦力

7、f所做的功为：Wf=f2L=EK-EK,=8-2=6J铁块山开始运动到艸•簧压缩量最大的过程中，系统机械能损失为：fs=3J由能量关系得出弹性势能最人值为：Ep=EK-EK4-fs=8-2-3=3J说明：由于木板在水平光滑平而上运动，整个系统动量守恒，题中所求的是弹簧的最大弹性势能，解题时必须要川到能量关系。在解木题时要注意两个方面：①是要知道只有当铁块和木板相对静止时(即速度相同时)，弹簧的弹性势能才最大；弹性势能量大时，铁块和木板的速度都不为零；铁块停在木板右端时