弹簧模型+子弹打木块模型
弹簧模型
1.两物块A 、B 用轻弹簧相连,质量均为2kg ,初始时弹簧处于原长,A 、B 两物块都以v =6m/s 的速度在光滑的水平地面上运动,质量为4kg 的物块C 静止在前方,如图4所示.B 与C
碰撞后二者会粘在一起运动.则在以后的运动中:
(1)当弹簧的弹性势能最大时,物块A 的速度为多大?(2)系统中弹性势能的最大值是多少?
2.(多选)光滑水平地面上,A 、B 两物体质量都为m ,A 以速度v 向右运动,B 原来静止,左端有一轻弹簧,如图所示,当A 撞上弹簧,弹簧被压缩最短时(
)
A .A 、
B 系统总动量仍然为mv B .A 的动量变为零
C .B 的动量达到最大值
D .A 、B 的速度相等
3.如图所示,质量相等的两个滑块位于光滑水平桌面上,其中弹簧两端分别与静止的滑块N 和挡板P 相连接,弹簧与挡板的质量均不计;滑块M 以初速度v 0向右运动,它与档板P 碰撞(不粘连)后开始压缩弹簧,最后滑块N 以速度v 0向右运动。
在此过程中 (
)
A.M 的速度等于0时,弹簧的弹性势能最大
B.M 与N 具有相同的速度时,两滑块动能之和最小
C.M 的速度为v 0/2时,弹簧的长度最长
D.M 的速度为v 0/2时,弹簧的长度最短
4.如图甲所示,一轻弹簧的两端与质量分别是m 1和m 2的两木块A 、B 相连,静止在光滑水平面上.现使A 瞬间获得水平向右的速度v =3 m/s,以此时刻为计时起点,两木块的速度随时间变化规律如图乙所示,从图示信息可知(
)
A.t 1时刻弹簧最短,t 3时刻弹簧最长
B.从t 1时刻到t 2时刻弹簧由伸长状态恢复到原长
C.两木块的质量之比为m 1:m 2=1:2
D.在t 2时刻两木块动能之比为E K1:E K2=1:4
5.质量为m 的物块甲以3 m/s 的速度在光滑水平面上运动,有一轻弹簧固定其上,另一质量也为m 的物块乙以4 m/s 的速度与甲相向运动,如图所示,则( )
A.甲、乙两物块在弹簧压缩过程中,由于弹力作用,动量不守恒
B.当两物块相距最近时,物块甲的速率为零
C.当物块甲的速率为1 m/s 时,物块乙的速率可能为2 m/s ,也可能为0
D.物块甲的速率可能达到5 m/s
6.如图所示,质量M =4 kg 的滑板B 静止放在光滑水平面上,其右端固定一根轻质弹簧,弹簧的自由端C 到滑板左端的距离L =0.5 m ,这段滑板与木块A (可视为质点)之间的动摩擦因数μ=0.2,而弹簧自由端C 到弹簧固定端D 所对应的滑板上表面光滑.小木块A 以速度v 0=10 m/s 由滑板B 左端开始沿滑板B 表面向右运动.已知木块A 的质量m =1 kg ,g 取10 m/s 2.求:
(1)弹簧被压缩到最短时木块A 的速度大小;(2)木块A 压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能
.
7.如图光滑水平直轨道上有三个质量均为m 的物块A 、B 、C .B 的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计).设A 以速度v 0朝B 运动,压缩弹簧;当A 、B 速度相等时,B 与C 恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动.假设B 和C 碰撞过程时间极短.求从A 开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中,(3)整个系统损失的机械能;
(4)
弹簧被压缩到最短时的弹性势能.
8.质量为m 的钢板与直立弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地上,平衡时,弹簧的压缩量为x 0,如图所示,一物块从钢板正上方距离为3x 0的A 处自由落下,打在钢板上并立刻与钢板一起向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又向上运动.已知物块质量也为m 时,它们恰能回到O 点。
若物块质量为2m ,仍从A 处自由落下,则物块与钢板回到O 点时,还具有向上的速度,求物块向上运动到达的最高点与O 点的距离。
l 子弹打木块模型
1.子弹打木块的过程很短暂,认为该过程内力远大于外力,则系统动量守恒.2.在子弹打木块过程中摩擦生热,系统机械能不守恒,机械能向内能转化.3.若子弹不穿出木块,二者最后有共同速度,机械能损失最多.
1.如图所示,在水平地面上放置一质量为M 的木块,一质量为m 的子弹以水平速度v 射入木块(未穿出),若木块与地面间的动摩擦因数为μ,求:(1)子弹射入后,木块在地面上前进的距离;(2)射入的过程中,系统损失的机械能.
2.如图所示,在光滑水平面上放置一质量为M 的静止木块,一质量为m 的子弹以水平速度v 0射向木块,穿出后子弹的速度变为v 1,求木块和子弹所构成的系统损失的机械能.
3.子弹在射入木块前的动能为E 1,动量大小为1p ;射穿木板后子弹的动能为E 2,动量大小
为2p 。
若木板对子弹的阻力大小恒定,则子弹在射穿木板的过程中的平均速度大小为(BC)A 、
2
12
1p p E E ++
B 、
1
21
2p p E E --
C 、
2
2
11p E p E +
D 、
2
2
11p E p E -4.如图所示,子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块,子弹未穿透木块,此过程木块的动能增加了6 J ,那么此过程产生的内能可能为( )
A.16 J
B.2 J
C.6 J
D.4 J.
5.(多选)矩形滑块由不同材料的上、下两层粘合在一起组成,将其放在光滑的水平面上,质量为m 的子弹以速度v 水平射向滑块,若射击下层,子弹刚好不射出,若射击上层,则子弹刚好能射进一半厚度,如图6所示,上述两种情况相比较( )
A.子弹对滑块做功一样多
B.子弹对滑块做的功不一样多
C.系统产生的热量一样多
D.系统产生的热量不一定多
6.光滑水平面上有两个小木块A 和B ,其质量m A =1kg 、m B =4kg ,它们中间用一根轻质弹簧相连.一颗水平飞行的子弹质量为m =50g ,以V 0=500m/s 的速度在极短时间内射穿两木块,
已知射穿A 木块后子弹的速度变为原来的
3
5
,且子弹射穿A 木块损失的动能是射穿B 木块损失的动能的2倍.求:系统运动过程中弹簧的最大弹性势能
.
7.如图所示,一不可伸长的轻质细绳,静止地悬挂着质量为M 的木块,一质量为m 的子弹,以水平速度v 0击中木块,已知M =9m ,不计空气阻力.问:
(3)如果子弹击中木块后未穿出(子弹进入木块时间极短),在木块上升的最高点比悬点O 低的情况下,木块能上升的最大高度是多少?(设重力加速度为g )
(4)如果子弹在极短时间内以水平速度穿出木块,则在这一过程中子弹、木块系统损失v 0
4
的机械能是多少?
8.如图所示,质量为mB=2kg 的平板车B 上表面水平,开始时静止在光滑水平面上,在平板车左端静止着一块质量为mA=2kg 的物体A ,一颗质量为m0=0.01kg 的子弹以υ0=600m/s 的水平初速度瞬间射穿A 后,速度变为υ2=100m/s,已知A 、B 之间的动摩擦因数不为零,且A 与B 最终达到相对静止.①求物体A 的最大速度υA;②求平板车B 的最大速度υB;
③若从B 开始运动到取得最大速度历时0.25s ,g=10m/s2,求A 、B 间动摩擦因数
μ.
9.如图,一质量为M的物快静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h。
一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度v0/2射出。
重力加速度为g。
求
(1)此过程中系统损失的机械能?
(2
)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离?。