专题4 动量+滑块木板模型 讲义-2026-2027学年高二物理上学期期中专题强化(人教版选择性必修第一册)
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内容正文:
高二物理上学期期中专题强化
专题4 动量+滑块木板模型
知识强化
示意图
木板初速度为零且足够长
木板有初速度且足够长,板块反向
地面光滑
地面光滑
v-t图像
模型
特点
(1)系统的动量守恒,但机械能不守恒,摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统减少的机械能。
(2)若滑块未从木板上滑下,当两者速度相同时,木板速度最大,相对位移最大
求解
方法
(1)求速度:根据动量守恒定律求解,研究对象为一个系统。
(2)求时间:根据动量定理求解,研究对象为一个物体。
(3)求滑块和木板对地位移,分别研究滑块和木板,用动能定理。
(4)求系统产生的内能或相对位移:根据能量守恒定律Q=FfΔx或Q=E初-E末,研究对象为一个系统
典例剖析
【典例1】(2027安徽合肥四大名校联考)如图所示,足够长木板 静止在光滑水平面上,在木板左端放置小滑块 ,已知滑块 、木板 的质量均为 ,滑块与木板间动摩擦因数为 ,现对滑块施加水平向右的外力 ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度 取 ,求:
(1)使滑块 与木板 发生相对滑动的最小外力 ;
(2)若外力 的大小随时间 的大小变化关系为 ,求 时木板 的速度。
答案:(1)12N (2)10m/s
解析:(1)A、B 恰好开始相对滑动时,由牛顿第二定律得:对 B 有 ,解得
对 A、B 整体
代入数据解得
(2)根据上问可知 ,二者才会发生相对滑动,
0-6s 时间内:对 A、B 整体动量定理
代入数据:,解得:
6-8s 时间内,发生相对滑动:对 B
解得:
t=8s 时,
【典例2】(2027湖南郴州第一次质检)如图,一长为的长木板静置在固定有弹性挡板的光滑水平地面上,木板上放置两个相同的物体和,间距为,在长木板的左端。在时刻对施加一水平向右的恒定推力,开始相对长木板滑动,当、共速时撤去推力。已知、与长木板的质量均为,且、与的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,物体、均可视为质点,所有的碰撞均无机械能损失,且、共速前长木板不与挡板碰撞。求:
(1)时物体、长木板的加速度大小、;
(2)、第一次碰撞瞬间物体的速度大小;
(3)试判断是否会从木板上掉落:若会,求与挡板发生几次碰撞后掉落;若不会,求最终停在上的位置。
【解析】(1)(5分)
对, 2分
得, 1分
对和, 1分
得, 1分
(2)(5分)
经历时间,和发生碰撞, 1分
得,
碰撞前物体速度,与物体速度 1分
与弹性碰撞,有
1分
1分
解得:
1分
(3)(5分)
碰后,做匀减速运动,
和一起做匀加速运动,, 1分
经历时间,三者共速,
得,, 1分
此过程中与发生相对位移,,
此时,物体距离右侧,
共速后撤去外力,三者一起向右匀速运动至与挡板碰撞,碰后反向,、的运动情况完全一样,直到三者再次有向右的共速,
对三物体,, 1分
、在上发生的相对位移,
对三物体,, 1分
三者以匀速运动至与挡板碰撞,碰后反向,直到三者再次有向右的共速,
,
,
与挡板次碰撞后,再次共速的速度,
、在上发生的相对位移,
若有物体掉落,
只能取整数,得,即会掉落
与挡板发生3次碰撞后,还没有与共速时,就会从右端滑出 1分
【典例3】.(2024·海南卷,17)某游乐项目装置简化如图所示,A为固定在地面上的半径R=10 m的光滑圆弧形滑梯,滑梯顶点a与滑梯末端b的高度差h=5 m,静止在光滑水平面上的滑板B,紧靠滑梯的末端,并与其水平相切,滑板的质量M=25 kg,一质量为m=50 kg的游客从a点由静止开始下滑,并从b点滑上滑板,当滑板右端运动到与其上表面等高的固定平台C边缘时,游客恰好滑上平台,并在平台上滑行s=16 m停下。游客可视为质点,其与滑板及平台表面之间的动摩擦因数均为μ=0.2,忽略空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)游客滑到b点时对滑梯压力的大小;
(2)滑板的长度L。
答案 (1)1 000 N (2)7 m
解析 (1)对游客从a点滑到b点的过程,由动能定理有mgh=mv2
游客滑到b点时,有FN-mg=m
由牛顿第三定律可知,游客滑到b点时对滑梯压力的大小为FN'=FN
联立解得FN'=1 000 N。
(2)解法一 游客在平台上运动时,由牛顿第二定律有μmg=ma1
由运动学规律有=2a1s
解得游客滑上平台的速度大小v1=8 m/s
游客在滑板上滑动时,对游客由牛顿第二定律有μmg=ma2
对滑板由牛顿第二定律有μmg=Ma3
游客在滑板上滑动的过程,由运动学规律有v1=v-a2t
游客的位移为x1=vt-a2t2
滑板的位移为x2=a3t2
则滑板的长度L=x1-x2
联立解得L=7 m。
解法二 游客在滑板上运动时,游客与滑板组成的系统动量守恒,则对游客在滑板上运动的过程,由动量守恒定律有mv=mv1+Mv2
由能量守恒定律有
mv2=mM+μmgL
对游客在平台上运动的过程,由动能定理有-μmgs=0-m
联立解得L=7 m。
针对性训练
1.(2026上海虹桥质检)如图所示,在光滑水平面上,有一质量为M=3kg的薄板和质量为m=1kg的物块。都以v=4 m/s的初速度朝相反方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,则( )
A.当薄板的速度为2.4 m/s时,物块做减速运动
B.当薄板的速度为2.4 m/s时,物块做加速运动
C.当薄板的速度为3 m/s时,物块做加速运动
D.当薄板的速度为3 m/s时,物块做匀速运动
答案 B
解析 开始薄板在摩擦力作用下向右减速运动,物块向左减速运动,当物块速度减小到零时,薄板速度设为,由动量守恒定律,Mv-mv=M,解得=2.67m/s。之后,薄板继续向右减速,物块向右加速,当两者速度达到相同时,设共同速度为,由动量守恒定律,M=(M+m),解得=2m/s。之后两者相对静止,一起向右做匀速运动。综上所述可知,当薄板的速度为2.4 m/s时,物块做加速运动;当薄板的速度为3 m/s时,物块做减速运动,B正确,ACD错误。
2 (2026·贵阳质检)长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=2 kg的另一物体B以水平速度v0=2 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图所示,取g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.木板获得的动能为1 J
B.系统损失的机械能为1 J
C.木板A的最小长度为2 m
D.A、B间的动摩擦因数为0.1
答案 AD
解析: 以B的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得mv0=(M+m)v,解得M=2 kg,则木板获得的动能为Ek=Mv2=×2×12 J=1 J,故A正确;系统损失的机械能ΔE=m-(m+M)v2,代入数据解得ΔE=2 J,故B错误;根据v-t图像中图线与t轴所围的面积表示位移,由题图得到0~1 s内B的位移为sB=×(2+1)×1 m=1.5 m,A的位移为sA=×1×1 m=0.5 m,则木板A的最小长度为L=sB-sA=1 m,故C错误;B的加速度a==-1 m/s2,负号表示加速度的方向与v0的方向相反,由牛顿第二定律得-μmg=ma,解得A、B间的动摩擦因数为μ=0.1,故D正确。
3 (2025·浙江1月选考·8题)如图所示,光滑水平地面上放置完全相同的两长板A和B,滑块C(可视为质点)置于B的右端,三者质量均为1 kg。A以4 m/s的速度向右运动,B和C一起以2 m/s的速度向左运动,A和B发生碰撞后粘在一起不再分开。已知A和B的长度均为0.75 m,C与A、B间动摩擦因数均为0.5,则( )
A.碰撞瞬间C相对地面静止
B.碰撞后到三者相对静止,经历的时间为0.2 s
C.碰撞后到三者相对静止,摩擦产生的热量为12 J
D.碰撞后到三者相对静止,C相对长板滑动的距离为0.6 m
[答案] D
[解析] 碰撞瞬间C相对地面向左运动,选项A错误;向右为正方向,则AB碰撞过程由动量守恒mvA-mvB=2mv1,解得v1=1 m/s,方向向右;当三者共速时2mv1-mvC=3mv,可知v=0即最终三者一起静止,可知经历的时间t== s=0.4 s,选项B错误;碰撞到三者相对静止摩擦产生的热量Q=×2mv+mv=3 J,选项C错误;碰撞到三者相对静止由能量关系可知Q=μmgx相对可得x相对=0.6 m,选项D正确。
4 (2025·江西吉安高三期末)如图所示,长木板静止放置在光滑的水平地面上,木块(视为质点)静止放置在长木板的最右端,让长木板与木块瞬间同时各获得一个水平向右和水平向左的速度,大小均为v0,经过一段时间t0,木块恰好不从长木板的最左端脱离,已知长木板与木块的质量相等,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.木块与长木板刚好不脱离时,两者仍然有速度
B.木块与长木板之间的动摩擦因数为
C.长木板的长度为v0t0
D.可以求出长木板与木块的质量
答案 BC
解析 设长木板与木块的质量均为m,该过程两者组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可得mv0-mv0=2mv共,则v共=0,即木块与长木板刚好不脱离时两者正好都处于静止状态,A错误;对木块,根据动量定理可得-μmgt0=0-mv0,解得μ=,B正确;由能量守恒定律可得Q=2×m,又Q=μmgL,联立解得长木板的长度为L=v0t0,C正确;在运算的过程中,两者的质量相等都消掉,则无法求出长木板与木块的质量,D错误。
5.如图所示,质量m1=0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=1.5 m,现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10 m/s2,则( )
A.物块滑上小车后,系统动量守恒、机械能守恒
B.增大物块与车面间的动摩擦因数,摩擦产生的热量增多
C.若v0=2.5 m/s,则物块在车面上滑行的时间为0.24 s
D.若要保证物块不从小车右端滑出,则v0不得大于5 m/s
答案 D
解析: 物块与小车组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒,物块相对小车滑动过程中克服摩擦力做功,部分机械能转化为内能,系统机械能不守恒,A错误;以向右为正方向,由动量守恒定律得m2v0=(m1+m2)v,系统产生的内能Q=m2-(m1+m2)v2,联立得Q=,则增大物块与车面间的动摩擦因数,摩擦产生热量不变,B错误;若v0=2.5 m/s,由动量守恒定律得m2v0=(m1+m2)v,解得v=1 m/s,对物块,由动量定理得-μm2gt=m2v-m2v0,解得t=0.3 s,C错误;要使物块恰好不从小车右端滑出,需物块到车面右端时与小车有共同的速度v',以向右为正方向,由动量守恒定律得m2v0'=(m1+m2)v',由能量守恒定律得m2v0'2=(m1+m2)v'2+μm2gL,联立解得v0'=5 m/s,D正确。
6 (2025·江西南昌模拟)如图所示,一质量为3 kg的木板B静止于光滑水平面上,物块A质量为2 kg,停在木板B的左端。质量为1 kg的小球用长为l=1.8 m的轻绳悬挂在固定点O上,将轻绳向左拉直至水平位置后,由静止释放小球,小球在最低点与物块A发生弹性碰撞,碰后立即取走小球,物块A与小球均可视为质点,不计空气阻力,已知物块A与木板B之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度取g=10 m/s2。
(1)求碰撞过程中小球对物块A的冲量大小;
(2)若木板长度为 m,求物块A的最终速度大小。
答案:(1)8 kg· m/s
(2)2 m/s
解析:(1)小球由静止摆至最低点的过程,由机械能守恒定律有mgl=m
小球与物块A发生弹性碰撞过程,由动量守恒定律和机械能守恒定律可得
mv0=mv1+mAv2
m=m+mA
对物块A运用动量定理得I=mAv2-0
联立解得I=8 kg· m/s。
(2)假设物块A与木板B达到共同速度,设相对位移为s,由动量守恒定律和能量守恒定律得mAv2=(mA+mB)v
μmAgs=mA-(mA+mB)v2
联立解得s=2.4 m
因L<s,故物块A从木板B上滑下,设物块A与木板B最终速度分别为vA和vB,由动量守恒定律和能量守恒定律得mAv2=mAvA+mBvB
μmAgL=mA-mA-mB
联立解得vA=2 m/s。
7. (深圳市高级中学高中园2025届高三下学期第三次模拟考试)如图甲所示,一右端固定有竖直挡板的质量的木板静置于光滑的水平面上,另一质量的物块以的水平初速度从木板的最左端冲上木板,最终物块与木板保持相对静止,物块和木板的运动速度随时间变化的关系图像如图乙所示,物块可视为质点,则下列判断正确的是( )
A. 图乙中的数值为4
B. 物块与木板的碰撞为弹性碰撞
C. 整个过程物块与木板之间因摩擦产生的热量为10J
D. 最终物块距木板左端的距离为3m
【答案】BD
【解析】.根据题意可知,题图乙中图线a表示碰撞前物块的减速运动过程,图线b表示碰撞前木板的加速过程,图线c表示碰撞后木板的减速过程,图线d表示碰撞后物块的加速过程,物块与挡板碰撞前瞬间,物块的速度大小为,设此时木板速度大小为,则,从物块滑上木板到物块与木板碰撞前瞬间的过程,根据系统动量守恒有
解得
物块与挡板碰撞后瞬间,物块的速度为0,木板速度大小为,从物块滑上木板到物块与木板碰撞后瞬间的过程,根据系统动量守恒有
解得
故A错误;
2s末物块与木板共同运动的速度大小为,从物块滑上木板到最终共同匀速运动的过程,根据系统动量守恒有
解得
物块与木板碰撞前瞬间,系统的动能为
物块与木板碰撞后瞬间,系统的动能
故碰撞过程系统没有机械能损失,故B正确;
物块滑上木板时系统的动能为
最终相对静止时系统的动能为
所以系统产生热量为
故C错误;
由题图乙得木板长为4.5m,碰撞后物块与木板相对位移为1.5m,故最终物块距木板左端的距离为3m,故正确。
8 (2024·甘肃高考14题)如图,质量为2 kg的小球A(视为质点)在细绳O'P和OP作用下处于平衡状态,细绳O'P=OP=1.6 m,与竖直方向的夹角均为60°。质量为6 kg的木板B静止在光滑水平面上,质量为2 kg的物块C静止在B的左端,C的左端在O的正下方。剪断细绳O'P,小球A开始运动。(重力加速度g取10 m/s2)
(1)求A运动到最低点时细绳OP所受的拉力。
(2)A在最低点时,细绳OP断裂。A飞出后恰好与C左侧碰撞(时间极短),碰后A竖直下落,C水平向右运动。求碰后瞬间C的速度大小。
(3)A、C碰后,C相对B滑行4 m后与B共速。求C和B之间的动摩擦因数。
答案:(1)40 N (2)4 m/s(3)0.15
解析:(1)对A从开始运动至运动到最低点的过程,根据动能定理有
mgl(1-cos 60°)=m-0
在最低点,对A由牛顿第二定律有FT-mg=
根据牛顿第三定律得FT'=FT
联立解得细绳受到的拉力FT'=40 N。
(2)由于碰撞时间极短,则碰撞过程A、C组成的系统水平方向动量守恒,有
mv0=0+mvC
结合(1)问解得vC=4 m/s。
(3) C与B相互作用的过程,系统所受外力矢量和为零,动量守恒,则有
mvC=(m+3m)v共,根据能量守恒定律有
m=(m+3m)+μmgΔx
联立解得μ=0.15。
9. (2025年5月黑龙江二模)如图所示,质量为、可视为质点的木块静止在光滑平台上,质量的子弹以的速度水平射向木块,子弹穿出后,木块从平台末端点水平飞出,恰好无碰撞地从木板上端点滑上长木板。平台末端点与木板上端点间的竖直距离为,水平距离为,已知木板质量为,长度为,厚度不计,木板与木块、木板与斜面间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,木块与木板另一端的挡板发生弹性碰撞,碰撞时间极短,斜面足够长,倾角,重力加速度取,,。求:
(1)木块离开点时的速度大小;
(2)子弹射穿木块过程中子弹损失机械能;
(3)整个运动过程中木块和木板间产生的热量。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】(1)木块离开C点后做平抛运动,从C到D过程,有
在水平方向,有
联立解得,
(2)子弹打木块过程系统动量守恒,根据动量守恒定律有
解得
子弹损失机械能
(3)木块到达D点时,竖直速度大小
合速度大小
木块滑上木板后,以沿斜面向下为正方向,对木块有
对木板有
则木块与挡板第一次发生碰撞前木板静止,木块做匀速运动,木块与挡板碰撞时,由动量守恒定律,有
由机械能守恒定律有
解得,
第一次碰撞后对木块有
对木板有
解得,
设两者共速时的速度为,根据速度公式有
解得,,
共速时相对位移
共速后由受力平衡可知,此后木块与木板一起做匀速运动,则木块与木板间产生的热量为
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高二物理上学期期中专题强化
专题4 动量+滑块木板模型
知识强化
示意图
木板初速度为零且足够长
木板有初速度且足够长,板块反向
地面光滑
地面光滑
v-t图像
模型
特点
(1)系统的动量守恒,但机械能不守恒,摩擦力与两者相对位移的乘积等于系统减少的机械能。
(2)若滑块未从木板上滑下,当两者速度相同时,木板速度最大,相对位移最大
求解
方法
(1)求速度:根据动量守恒定律求解,研究对象为一个系统。
(2)求时间:根据动量定理求解,研究对象为一个物体。
(3)求滑块和木板对地位移,分别研究滑块和木板,用动能定理。
(4)求系统产生的内能或相对位移:根据能量守恒定律Q=FfΔx或Q=E初-E末,研究对象为一个系统
典例剖析
【典例1】(2027安徽合肥四大名校联考)如图所示,足够长木板 静止在光滑水平面上,在木板左端放置小滑块 ,已知滑块 、木板 的质量均为 ,滑块与木板间动摩擦因数为 ,现对滑块施加水平向右的外力 ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度 取 ,求:
(1)使滑块 与木板 发生相对滑动的最小外力 ;
(2)若外力 的大小随时间 的大小变化关系为 ,求 时木板 的速度。
【典例2】(2027湖南郴州第一次质检)如图,一长为的长木板静置在固定有弹性挡板的光滑水平地面上,木板上放置两个相同的物体和,间距为,在长木板的左端。在时刻对施加一水平向右的恒定推力,开始相对长木板滑动,当、共速时撤去推力。已知、与长木板的质量均为,且、与的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取,物体、均可视为质点,所有的碰撞均无机械能损失,且、共速前长木板不与挡板碰撞。求:
(1)时物体、长木板的加速度大小、;
(2)、第一次碰撞瞬间物体的速度大小;
(3)试判断是否会从木板上掉落:若会,求与挡板发生几次碰撞后掉落;若不会,求最终停在上的位置。
【典例3】.(2024·海南卷,17)某游乐项目装置简化如图所示,A为固定在地面上的半径R=10 m的光滑圆弧形滑梯,滑梯顶点a与滑梯末端b的高度差h=5 m,静止在光滑水平面上的滑板B,紧靠滑梯的末端,并与其水平相切,滑板的质量M=25 kg,一质量为m=50 kg的游客从a点由静止开始下滑,并从b点滑上滑板,当滑板右端运动到与其上表面等高的固定平台C边缘时,游客恰好滑上平台,并在平台上滑行s=16 m停下。游客可视为质点,其与滑板及平台表面之间的动摩擦因数均为μ=0.2,忽略空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,求:
(1)游客滑到b点时对滑梯压力的大小;
(2)滑板的长度L。
针对性训练
1.(2026上海虹桥质检)如图所示,在光滑水平面上,有一质量为M=3kg的薄板和质量为m=1kg的物块。都以v=4 m/s的初速度朝相反方向运动,它们之间有摩擦,薄板足够长,则( )
A.当薄板的速度为2.4 m/s时,物块做减速运动
B.当薄板的速度为2.4 m/s时,物块做加速运动
C.当薄板的速度为3 m/s时,物块做加速运动
D.当薄板的速度为3 m/s时,物块做匀速运动
2 (2026·贵阳质检)长木板A放在光滑的水平面上,质量为m=2 kg的另一物体B以水平速度v0=2 m/s滑上原来静止的长木板A的上表面,由于A、B间存在摩擦,之后A、B速度随时间变化情况如图所示,取g=10 m/s2,下列说法正确的是( )
A.木板获得的动能为1 J
B.系统损失的机械能为1 J
C.木板A的最小长度为2 m
D.A、B间的动摩擦因数为0.1
3 (2025·浙江1月选考·8题)如图所示,光滑水平地面上放置完全相同的两长板A和B,滑块C(可视为质点)置于B的右端,三者质量均为1 kg。A以4 m/s的速度向右运动,B和C一起以2 m/s的速度向左运动,A和B发生碰撞后粘在一起不再分开。已知A和B的长度均为0.75 m,C与A、B间动摩擦因数均为0.5,则( )
A.碰撞瞬间C相对地面静止
B.碰撞后到三者相对静止,经历的时间为0.2 s
C.碰撞后到三者相对静止,摩擦产生的热量为12 J
D.碰撞后到三者相对静止,C相对长板滑动的距离为0.6 m
4 (2025·江西吉安高三期末)如图所示,长木板静止放置在光滑的水平地面上,木块(视为质点)静止放置在长木板的最右端,让长木板与木块瞬间同时各获得一个水平向右和水平向左的速度,大小均为v0,经过一段时间t0,木块恰好不从长木板的最左端脱离,已知长木板与木块的质量相等,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.木块与长木板刚好不脱离时,两者仍然有速度
B.木块与长木板之间的动摩擦因数为
C.长木板的长度为v0t0
D.可以求出长木板与木块的质量
5.如图所示,质量m1=0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=1.5 m,现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10 m/s2,则( )
A.物块滑上小车后,系统动量守恒、机械能守恒
B.增大物块与车面间的动摩擦因数,摩擦产生的热量增多
C.若v0=2.5 m/s,则物块在车面上滑行的时间为0.24 s
D.若要保证物块不从小车右端滑出,则v0不得大于5 m/s
6 (2025·江西南昌模拟)如图所示,一质量为3 kg的木板B静止于光滑水平面上,物块A质量为2 kg,停在木板B的左端。质量为1 kg的小球用长为l=1.8 m的轻绳悬挂在固定点O上,将轻绳向左拉直至水平位置后,由静止释放小球,小球在最低点与物块A发生弹性碰撞,碰后立即取走小球,物块A与小球均可视为质点,不计空气阻力,已知物块A与木板B之间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度取g=10 m/s2。
(1)求碰撞过程中小球对物块A的冲量大小;
(2)若木板长度为 m,求物块A的最终速度大小。
7. (深圳市高级中学高中园2025届高三下学期第三次模拟考试)如图甲所示,一右端固定有竖直挡板的质量的木板静置于光滑的水平面上,另一质量的物块以的水平初速度从木板的最左端冲上木板,最终物块与木板保持相对静止,物块和木板的运动速度随时间变化的关系图像如图乙所示,物块可视为质点,则下列判断正确的是( )
A. 图乙中的数值为4
B. 物块与木板的碰撞为弹性碰撞
C. 整个过程物块与木板之间因摩擦产生的热量为10J
D. 最终物块距木板左端的距离为3m
8 (2024·甘肃高考14题)如图,质量为2 kg的小球A(视为质点)在细绳O'P和OP作用下处于平衡状态,细绳O'P=OP=1.6 m,与竖直方向的夹角均为60°。质量为6 kg的木板B静止在光滑水平面上,质量为2 kg的物块C静止在B的左端,C的左端在O的正下方。剪断细绳O'P,小球A开始运动。(重力加速度g取10 m/s2)
(1)求A运动到最低点时细绳OP所受的拉力。
(2)A在最低点时,细绳OP断裂。A飞出后恰好与C左侧碰撞(时间极短),碰后A竖直下落,C水平向右运动。求碰后瞬间C的速度大小。
(3)A、C碰后,C相对B滑行4 m后与B共速。求C和B之间的动摩擦因数。
9. (2025年5月黑龙江二模)如图所示,质量为、可视为质点的木块静止在光滑平台上,质量的子弹以的速度水平射向木块,子弹穿出后,木块从平台末端点水平飞出,恰好无碰撞地从木板上端点滑上长木板。平台末端点与木板上端点间的竖直距离为,水平距离为,已知木板质量为,长度为,厚度不计,木板与木块、木板与斜面间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,木块与木板另一端的挡板发生弹性碰撞,碰撞时间极短,斜面足够长,倾角,重力加速度取,,。求:
(1)木块离开点时的速度大小;
(2)子弹射穿木块过程中子弹损失机械能;
(3)整个运动过程中木块和木板间产生的热量。
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