2017-2018学年沪科版选修3-5 探究动量守恒定律 第1课时 作业(1)
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-(m+M)v12,可以得出A与小车B上表面的动摩擦因数μ,C项正确.小车B获得的动能EkB=Mv12,由于不知小车质量M.由此不能得出小车B获得的动能,D项错误.

9.(多选)如图所示,光滑水平地面上有一小车左端靠墙,车上固定光滑斜面和连有轻弹簧的挡板,弹簧处于原长状态,自由端恰在C点,总质量为M=2 kg.小物块从斜面上A点由静止滑下,经过B点时无能量损失.已知:物块的质量m=1 kg,A点到B点的竖直高度为h=1.8 m,BC长度为l=3 m,BC段动摩擦因数为0.3,CD段光滑.g取10 m/s2,则下列说法正确的是(  )

A.物块在车上运动的过程中,系统动量不守恒

B.物块在车上运动的过程中,系统机械能守恒

C.弹簧弹性势能的最大值3 J

D.物块第二次到达C点的速度为零

答案 ACD

解析 A项,物块在斜面上下滑的过程中,小车不动,墙壁对小车有向右的作用力,系统竖直方向受力平衡,所以系统的外力之和不为零,则系统动量不守恒.故A项正确;B项,物块在BC段滑行时,摩擦力对系统要做功,产生内能,所以系统的机械能不守恒,故B项错误;C项,物块在斜面上下滑的过程,根据动能定理得:mgh=mv02-0,物块从B向右滑行的过程,系统动量守恒,当两者第一次等速时,弹簧的弹性势能最大,以向右为正,根据动量守恒定律得:mv0=(m+M)v′,根据能量守恒定律得:μmgl+Ep=mv02-(M+m)v′2,联立解得:弹簧弹性势能的最大值Ep=3 J,故C项正确;D项,对物块从B开始运动到物块第二次到C的过程,根据动量守恒定律得:mv0=mv1+Mv2,根据能量守恒定律得:μmgl=mv02-(mv12+Mv22),解得:物块第二次到达C点的速度v1=0,故D项正确.

10.(多选)如图所示,质量M=3 kg的滑块套在水平固定着的轨道上并可在轨道上无摩擦滑动.质量为m=2 kg的小球(视为质点)通过长L=0.75 m的轻杆与滑块上的光滑轴O连接,开始时滑块静止,轻杆处于水平状态.现给小球一个v0=3 m/s的竖直向下的初速度,取g=10 m/s2.则(  )

A.小球m从初始位置到第一次到达最低点的过程中,滑块M在水平轨道上向右移动了0.3 m

B.小球m从初始位置到第一次到达最低点的过程中,滑块M在水平轨道上向右移动了0.5 m

C.小球m相对于初始位置可以上升的最大高度为0.27 m

D.小球m从初始位置到第一次到达最大高度的过程中,滑块M在水平轨道上向右移动了0.54 m

答案 AD

解析 可把小球和滑块水平方向的运动看作人船模型,设滑块M在水平轨道上向右运动了x,由滑块和小球系统在水平方向动量守恒,有=,解得:x=0.3 m,A项正确,B项错误.根据动量守恒定律,小球m相对于初始位置上升到最大高度时小球和滑块速度都为零,由能量守恒定律可知,小球m相对于初始位置可以上升的最大高度为0.45 m,C项错误.根据动量守恒定律,在小球上升到最大高度时,滑块速度为零,由系统的能量守恒定律可知,小球m相对于初始位置可以达到的最大高度为h=0.45 m,与水平面的夹角为cosα=0.8,设小球从最低位置上升到最高位置过程上滑块M在水平轨道上