冲量、动量、动量定理
1、一帆船在静水中顺风飘行,风速为0v .问:船速多大时,风供给船的功率最大?设帆面是完全弹性面,且与风向垂直。
(提示:空气碰到帆后按原来相对与帆的速度返回)
2、一盛水的容器沿倾斜角为θ的固定斜面向下滑动,从靠近容器底部的细管A 的管口向外喷水,水相对于容器速度为0v ,细管的内横截面积为S ,已知水和容器的总质量为M ,假设容器内水的质量可视为不变,水的密度是ρ,当容器下滑时,水面与斜面平行,试求容器底部与斜面间的动摩擦因数。
3、长为l ,质量为m 的柔然绳子放在水平桌面上,用手将绳子的一端以恒定的速度v 向上提起,求当提起高度为)(l x x <时手的拉力。
4、一根均匀柔软的链条悬挂在天花板上,且下端正好触地。
若松开悬点,让链条自由下落,试证明,在下落过程中,链条对地板的作用力(约)等于已落在地板上的那段链条重的三倍。
5、如图所示,在光滑的水平面上静止放置两个相互接触的木块B A 、,质量分别为21m m 、。
今有一子弹水平穿过木块B A 、的时间为21t t 、,试求最终木块B A 、运动的速度之比。
6、宇宙飞船在定向流动的陨石碎块粒子流中以速度v 迎着粒子流运行,然后飞船转头,开始以速度v 顺着粒子流方向运行,这时发动机的牵引力为原来的1/4。
试求陨石粒子流的速度。
设飞船可视为两端平坦的圆柱形,而粒子与飞船面的碰撞是完全弹性的。
动量、能量守恒、
1、如图所示,质量为m ,从高度为h ,质量为M 的光滑斜面顶端滑下,斜面的倾角为θ,放在光滑水平桌面上,问:(1)m 滑到底端时,M 后退了多少?(2)m 对M 做功多少?
2、如图所示,设重物A 和B 的质量分别为m A 和m B ,用柔软、不可伸长的轻绳相连跨过一轻质滑轮置于带平台的斜劈C 上,斜劈放在光滑地板上,质量为M 。
试求,当A 沿斜面下移距离l 时,此斜劈C 移动了多少距离?
3、一个砂漏(古代的一种计时器)置于一个盘秤上,初始时瓶中的所有砂子都放在上面的容器里,如图所示。
瓶的质量为M ,瓶中砂子的质量为m 。
在t=0时,砂子开始流入下面的容器,砂子以质量变化率为常数(
)m t l D =D 流下。
画出t ≥0的全部时间内秤的读数W 与时
间t 的函数曲线。
4、由喷泉中喷出的水柱,把一个质量为m 的桶倒顶在空中,水以速率为0v 、恒定的质量曾率(单位时间内喷出的质量)k t
m =∆∆从地下射向空中。
求垃圾桶可停留的最大高度。
设水柱喷到桶底后以相同的速率返回。
5、如图所示,长度为l的轻杆上端连着一质量为m的体积可忽略的小重物B。
杆的下端被用绞链固接于水平面上的A点。
恰与B接触,立方体C的质量为M。
今作微小扰动,使杆向右倾倒,设B与C、C与水平地面间均无摩擦,而B与C刚脱离接触的瞬间,杆与地面夹角恰为π/6,求B、C的质量之比m/M=?
6、一颗陨石在飞向质量为M的行星途中(沿着通过行星中心的连线),碰到绕此行星沿半径为R的圆轨道运行的自动宇宙站。
站的质量为陨石质量的10倍,碰撞的结果陨石陷入站
R的新轨道上。
求碰撞前陨石的速度u。
内,宇宙站过渡到与行星最近距离为2/
7、一质量为m的青蛙蹲在木板AB靠右端的E点,木板质量为M,自由地浮在水面上。
EF=,水对木板的运动阻力可忽略,求在这种现青蛙跳起落在木板靠左端的F点,已知l
v。
情况下,青蛙的最小初速度
8、一炮弹以速度v与水平方向成α角向上射出,炮弹在弹道的某一点爆炸,分裂成质量相等的两部分,其中一部分竖直落下,另一部分与水平方向成β角开始向上运动。
求爆炸时刻第二部分的速度(空气阻力不计)。
9、如图所示,一人乘在平台车上,人和车质量总和为M=40kg,车以10m·s-1的速度匀速行驶,此人抛出一球,球的质量m=10kg,使球水平地通过一固定圆环,圆环距他手的高度为5m,球抛出的速度相对于他为55m·s-1。
求:(1)球出手地点离环的水平距离是多少?(2)若人抛球时作用时间为0.2s,车对地压力是多少?
碰撞、质心系
1、如图所示,三个弹性小球用两根长均为L的轻绳连成一直线而静止在光滑的水平面上两端小球的质量均为m,中间小球的质量为M。
现给中间的小球B一个水平冲量使它获得初速度v,方向与绳垂直,小球相互碰撞无机械能损失,轻绳不可伸长,求:(1)两小球m相碰时绳中的张力
(2)若从小球M开始运动到两小球相碰时的时间为t,求在此期间小球M经过的距离s。
v
2、如图所示图中两个圆代表内外半径几乎同为R的环形光滑轨道,它与长方体的底座连在一起放置于光滑水平面上,环与底座连体的质量为M,轨道内有一质量为m的光滑小球,开始静止于最高处,后因受到微小扰动而朝右滑下,在以后的运动过程中,底座始终全部与地面接触,试在地面参照系中确定小球的运动轨迹。
R
3、如图所示,质量为M的滑块可以在光滑水平导轨上无摩擦滑动,长为l的轻绳一端系于滑块M上,另一端系一质量为m的小球。
今将轻绳沿水平拉直,使小球与滑块等高,并同时释放。
试问,当轻绳与水平导轨夹角为θ时绳中张力T为多大?
4、如图所示,质量M=0.4kg的靶盒位于光滑水平的导轨上,连结靶盒的弹簧的一端与墙壁固定,弹簧的倔强系数k=200N/m,当弹簧处于自然长度时,靶盒位于O点。
P是一固定的发射器,他根据需要瞄准靶盒,每次发射出一颗水平速度v0 =50m/s,质量m=0.10kg的球形子弹。
当子弹打入靶盒后,便留在盒内(假定子弹与盒发生非弹性碰撞)。
开始时靶盒静止,今约定,每当靶盒停在或到达O点时,都有一颗子弹进入靶盒内。
(1)若相继有6颗子弹进入靶盒,问每一颗子弹进入靶盒后,靶盒离开O点的最大距离各为多少?他从离开O点到回到O点经历的时间各为多少?
(2)若P点到O点的距离为s=0.25m,问至少应发射几颗子弹后停止射击,方能使靶盒来回运动而不会碰到发射器。
5、如图所示,在水平桌面上放有长木板C,C上右端是固定挡板P,在C上左端和中点处各放有小物块A和B,A、B的尺寸以及P的厚度皆可忽略不计,A、B之间和B、P之间的距离皆为L。
设木板C与桌面之间无摩擦,A、C之间和B、C之间的静摩擦因数及滑动摩擦因数均为 ;A、B、C(连同挡板P)的质量相同.开始时,B和C静止,A 以某一初速度向右运动.试问下列情况是否能发生?要求定量求出能发生这些情况时物块A
v应满足的条件,或定量说明不能发生的理由.
的初速度
(1)物块A与B发生碰撞;
(2)物块A与B发生碰撞(设为弹性碰撞)后,物块B与挡板P发生碰撞;
(3)物块B与挡板P发生碰撞(设为弹性碰撞)后,物块B与A在木板C上再发生碰撞;
(4)物块A从木板C上掉下来;
(5)物块B从木板C上掉下来.
6、如图所示,在长为 1.0l =m 、质量为30.0B m =kg 的车厢B 的右壁处,放一质量
20.0A m =kg 的小物块A (可视为质点)
,向右的水平拉力F=120.0N 作用于车厢,使之从静止开始运动。
测得车厢B 在最初2.0s 内移动的距离s=5.0m ,且在这段时间内小物块未与车厢壁发生过碰撞。
假定车厢与地面间的摩擦忽略不计,小物块与车厢壁之间的碰撞是弹性的。
求车厢开始运动后4.0s 时,车厢与小物块的速度。
(重力加速度2/10s m g =)
(均为9.6m/s)
7、如图所示,在光滑水平地面上有一长为L=1.0米的箱子A ,箱内有一物块B (长不计),A 和B 质量相等。
初始时箱A 静止,物块B 位于A 的正中以速度s m v /50=向右运动,A 和B 间的摩擦系数μ=0.05。
假设B 与A 的左右两壁的碰撞都是弹性碰撞,试问:
(1)物块B 与A 的箱壁发生多少次碰撞?
(2)从开始起,到物块B 在箱内刚达相对静止的全部时间内,箱子A 在水平地面上的位移
是多少?(g 取=10米/秒2)
8、如图所示,A 、B 两物体的质量分别为m 1和m 2,中间用一根原长为l ,劲度系数为K 的轻质弹簧连接在一起,并置于光滑水平面上处于自然静止状态,某时刻突然给物体A 一水平向右的速度0v ,同时加一个水平向右的外力F ,使物体A 保持以恒定的速度0v 做匀速运动,运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。
试求:
(1)A 、B 间的最大距离是多少?
(2)从开始运动至A 、B 间达到最大距离的过程中,外力F 做了多少功?。