如圖所示，質(zhì)量M=2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m=1kg的小球通過長L=0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動，開始輕桿處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個豎直向上的初速度="4" m/s，g取10。

（1）若鎖定滑塊，試求小球通過最高點P時對輕桿的作用力大小和方向。
（2）若解除對滑塊的鎖定，試求小球通過最高點時的速度大小。
（3）在滿足（2）的條件下，試求小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點與小球起始位置點間的距離。

（1）2N，方向豎直向上（2）（3）

解析試題分析：設(shè)小球能通過最高點，且此時的速度為v1，在上升過程中，因只有重力做功，小球的機械能守恒，則  ①
  ②
設(shè)小球到達最高點時，輕桿對小球的作用力為F，方向向下，則小球受到的拉力和重力提供做圓周運動的向心力，有 ③
由②③式，得 ④
由牛頓第三定律知，小球?qū)p桿的作用力大小為2N，方向豎直向上。
（2）若解除鎖定，設(shè)小球通過最高點時的速度為v2，此時滑塊的速度為V 。小球和滑塊起始狀態(tài)沿在水平方向初速度均為零，在上升過程中，因系統(tǒng)在水平方向不受外力作用，水平方向的動量守恒。以水平向右方向為正方向，有   ⑤
在上升過程中，因只有重力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，則 ⑥，
由⑤⑥式得。
（3）設(shè)小球擊中滑塊右側(cè)軌道的位置點與小球起始位置點間的距離為s1,滑塊向左移動的距離為s2。任意時刻小球的水平速度大小為v3，滑塊的速度大小為V‘。由系統(tǒng)水平方向的動量守恒，得 ⑦將⑦式兩邊同乘以，得 ⑧，因⑧式對任意時刻附近的微小間隔都成立，累積相加后，有  ⑨，又 ⑩,由⑨⑩式，得m
考點：考查動量與能量
點評：本題難度較大，對于多過程問題首先應(yīng)把整個運動過程分段處理，明確研究對象和過程，判斷動量是否守恒、受力和做功情況

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?荊州模擬）如圖所示，質(zhì)量m=2.2kg的金屬塊放在水平地板上，在與水平方向成θ=37°角斜向上、大小為F=10N的拉力作用下，以速度v=5.0m/s向右做勻速直線運動．（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：
（1）金屬塊與地板間的動摩擦因數(shù)；
（2）如果從某時刻起撤去拉力，撤去拉力后金屬塊在水平地板上滑行的最大距離．

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如圖所示，質(zhì)量m=2.0kg的木塊靜止在水平面上，用大小F=20N、方向與水平方向成θ=37°角的力拉動木塊，當(dāng)木塊運動到x=10m時撤去力F．不計空氣阻力．已知木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)?=0.2，sin37°=0.6，cos37°=0.8．g取10m/s2．求：
（1）撤去力F時木塊速度的大��；
（2）撤去力F后木塊運動的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量m=2.0×104kg的汽車以不變的速度先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為20m．由于輪胎太舊，如果受到超過3×105N的壓力時就會出現(xiàn)爆胎，則：
（1）汽車在行駛過程中，在哪個位置最可能出現(xiàn)爆胎？
（2）為了使汽車安全過橋，汽車允許的最大速度是多少？
（3）若以（2）中所求得速度行駛，汽車對橋面的最小壓力是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量m=2.0kg的金屬塊放在水平地板上，在與水平方向成θ=37°角斜向上、大小為F=10N的拉力作用下，以速度v=5.0m/s向右做勻速直線運動．（cos37°=0.8，sin37°=0.6，取g=10m/s2）求：
（1）撤去拉力后物體運動的加速度
（2）撤去拉力后物體運動的最長時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2013?海淀區(qū)一模）如圖所示，質(zhì)量m=2.0×10-4kg、電荷量q=1.0×10-6C的帶正電微粒靜止在空間范圍足夠大的電場強度為E1的勻強電場中．取g=10m/s2．
（1）求勻強電場的電場強度E1的大小和方向；
（2）在t=0時刻，勻強電場強度大小突然變?yōu)镋2=4.0×103N/C，且方向不變．求在t=0.20s時間內(nèi)電場力做的功；
（3）在t=0.20s時刻突然撤掉電場，求帶電微�；氐匠霭l(fā)點時的動能．

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