m2v-m1v=m1v1+m2v2,(m1+m2)v2=m1v12+m2v22,m1v12=m1gh1,将m2=3m1代入,联立可得h1=4h,选项D正确。
8.如图所示,一个倾角为α的直角斜面体静置于光滑水平面上,斜面体质量为M,顶端高度为h,今有一质量为m的小物体,沿光滑斜面下滑,当小物体从斜面顶端自由下滑到底端时,斜面体在水平面上移动的距离是( )
A. B.
C. D.
解析:选C 此题属"人船模型"问题。m与M组成的系统在水平方向上动量守恒,设m在水平方向上对地位移为x1,M在水平方向上对地位移为x2,因此有
0=mx1-Mx2。 ①
且x1+x2=。 ②
由①②可得x2=,故C正确。
★9.如图所示,小车的质量M=2.0 kg,带有光滑的圆弧轨道AB和粗糙的水平轨道BC,且两轨道相切于B点。一小物块(可视为质点)质量为m=0.5 kg,与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.10,BC部分的长度L=0.80 m,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若小车固定在水平面上,将小物块从AB轨道的D点静止释放,小物块恰好可运动到C点。试求D点与BC轨道的高度差;
(2)若将小车置于光滑水平面上,小物块仍从AB轨道的D点静止释放,试求小物块滑到BC中点时的速度大小。
解析:(1)设D点与BC轨道的高度差为h,根据动能定理有mgh=μmgL,解得:h=8.0×10-2 m。
(2)设小物块滑到BC中点时小物块的速度为v1,小车的速度为v2,对系统,水平方向动量守恒有:mv1-Mv2=0;根据功能关系有:μmg=mgh-;由以上各式,解得:v1=0.80 m/s。
答案:(1)8.0×10-2 m (2)0.80 m/s
10.(2017·天津高考)如图所示,物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连,跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧,质量分别为mA=2 kg、mB=1 kg。初始时A静止于水平地面上,B悬于空中。现将B竖直向上再举高h=1.8 m(未触及滑轮),然后由静止释放。一段时间后细绳绷直,A、B以大小相等的速度一起运动,之后B恰好可以和地面接触。取g=10 m/s2,空气阻力不计。求:
(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t;
(2)A的最大速度v的大小;
(3)初始时B离地面的高度H。
解析:(1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动,有h=gt2 ①
代入数据解得t=0.6 s。 ②
(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为vB,有vB=gt ③