1、方法点拨做好以下几步:确定研究对象,进行运动分析和受力分析;分析物理过程,按特点划分阶段;选用相应规律解决不同阶段的问题,列出规律性方程1(2018广东东莞模拟)如图1所示,某超市两辆相同的手推购物车质量均为m、相距l沿直线排列,静置于水平地面上为节省收纳空间,工人给第一辆车一个瞬间的水平推力使其运动,并与第二辆车相碰,且在极短时间内相互嵌套结为一体,以共同的速度运动了距离,恰好停靠在墙边若车运动时受到的摩擦力恒为车重的k倍,忽略空气阻力,重力加速度为g.求:图1(1)购物车碰撞过程中系统损失的机械能;(2)工人给第一辆购物车的水平冲量大小2(2017河北石家庄第二次质检)如图2所示,质量分布
2、均匀、半径为R的光滑半圆形金属槽,静止在光滑的水平面上,左边紧靠竖直墙壁一质量为m的小球从距金属槽上端R处由静止下落,恰好与金属槽左端相切进入槽内,到达最低点后向右运动从金属槽的右端冲出,小球到达最高点时与金属槽圆弧最低点的距离为R,重力加速度为g,不计空气阻力求:图2 (1)小球第一次到达最低点时对金属槽的压力大小;(2)金属槽的质量3.(2017江西上饶一模)如图3所示,可看成质点的A物体叠放在上表面光滑的B物体上,一起以v0的速度沿光滑的水平轨道匀速运动,与静止在同一光滑水平轨道上的木板C发生碰撞,碰撞后B、C的速度相同,B、C的上表面相平且B、C不粘连,A滑上C后恰好能到达C板的右端已
3、知A、B质量相等,C的质量为A的质量的2倍,木板C长为L,重力加速度为g.求:图3(1)A物体与木板C上表面间的动摩擦因数;(2)当A刚到C的右端时,B、C相距多远?4(2017河南六市第一次联考)足够长的倾角为的光滑斜面的底端固定一轻弹簧,弹簧的上端连接质量为m、厚度不计的钢板,钢板静止时弹簧的压缩量为x0,如图4所示一物块从钢板上方距离为3x0的A处沿斜面滑下,与钢板碰撞后立刻与钢板一起向下运动,但不粘连,它们到达最低点后又向上运动已知物块质量也为m时,它们恰能回到O点,O为弹簧自然伸长时钢板的位置若物块质量为2m,仍从A处沿斜面滑下,则物块与钢板回到O点时,还具有向上的速度,已知重力加速
4、度为g,计算结果可以用根式表示,求:图4 (1)质量为m的物块与钢板碰撞后瞬间的速度大小v1;(2)碰撞前弹簧的弹性势能;(3)质量为2m的物块沿斜面向上运动到达的最高点离O点的距离5(2017山东泰安一模)如图5所示,质量为m10.5 kg的小物块P置于台面上的A点并与水平弹簧的右端接触(不拴接),轻弹簧左端固定,且处于原长状态质量M1 kg的长木板静置于水平面上,其上表面与水平台面相平,且紧靠台面右端木板左端放有一质量m21 kg的小滑块Q.现用水平向左的推力将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内),撤去推力,此后P沿台面滑到边缘C时速度v010 m/s,与长木板左端的滑块Q相碰,最后物块P
5、停在AC的正中点,Q停在木板上已知台面AB部分光滑,P与台面AC间的动摩擦因数10.1,AC间距离L4 mQ与木板上表面间的动摩擦因数20.4,木板下表面与水平面间的动摩擦因数30.1(g取10 m/s2),求:图5(1)撤去推力时弹簧的弹性势能;(2)长木板运动中的最大速度;(3)长木板的最小长度6(2018河北邢台质检)如图6所示,某时刻质量为m150 kg的人站在m210 kg的小车上,推着m340 kg的铁箱一起以速度v02 m/s在水平地面沿直线运动到A点时,该人迅速将铁箱推出,推出后人和车刚好停在A点,铁箱则向右运动到距A点s0.25 m的竖直墙壁时与之发生碰撞而被弹回,弹回时的速
6、度大小是碰撞前的二分之一,当铁箱回到A点时被人接住,人、小车和铁箱一起向左运动,已知小车、铁箱受到的摩擦力均为地面压力的0.2倍,重力加速度g10 m/s2,求:图6(1)人推出铁箱时对铁箱所做的功;(2)人、小车和铁箱停止运动时距A点的距离答案精析1(1)mkgl(2)m解析(1)设第一辆车碰前瞬间的速度为v1,与第二辆车碰后的共同速度为v2.由动量守恒定律有mv12mv2由动能定理有2kmg0(2m)v则碰撞中系统损失的机械能Emv(2m)v联立以上各式解得Emkgl(2)设第一辆车推出时的速度为v0由动能定理有kmglmvmvImv0联立解得Im2(1)5mg(2)解析(1)小球从静止到
7、第一次到达最低点的过程,根据机械能守恒定律有:mg2Rmv小球刚到最低点时,根据圆周运动规律和牛顿第二定律有:Nmgm据牛顿第三定律可知小球对金属槽的压力为:NN联立解得:N5mg(2)小球第一次到达最低点至小球到达最高点过程,小球和金属槽水平方向动量守恒,选取向右为正方向,则:mv0(mM)v设小球到达最高点时与金属槽圆弧最低点的高度为h.则有R2h2(R)2根据能量守恒定律有:mghmv(mM)v2联立解得M.3(1)(2)解析(1)设A、B的质量为m,则C的质量为2m.B、C碰撞过程中动量守恒,令B、C碰后的共同速度为v1,以B的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:mv03mv1解得:
8、v1B、C共速后A以v0的速度滑上C,A滑上C后,B、C脱离,A、C相互作用过程中动量守恒,设最终A、C的共同速度v2,以向右为正方向,由动量守恒定律得:mv02mv13mv2解得:v2在A、C相互作用过程中,根据能量守恒定律得: fLmv2mv3mv又fmg解得:(2)A在C上滑动时,C的加速度aA从滑上C到与C共速经历的时间:tB运动的位移:xBv1tLC运动的位移xCB、C相距:xxCxB4(1)(2)mgx0sin (3)解析(1)设物块与钢板碰撞前速度为v0,3mgx0sin mv解得v0设物块与钢板碰撞后一起运动的速度为v1,以沿斜面向下为正方向,由动量守恒定律得mv02mv1解得
9、v1(2)设碰撞前弹簧的弹性势能为Ep,当它们一起回到O点时,弹簧无形变,弹性势能为零,根据机械能守恒定律得Ep(2m)v2mgx0sin 解得Epmgx0sin (3)设v2表示质量为2m的物块与钢板碰后开始一起向下运动的速度,以沿斜面向下为正方向,由动量守恒定律得2mv03mv2它们回到O点时,弹性势能为零,但它们仍继续向上运动,设此时速度为v,由机械能守恒定律得Ep(3m)v3mgx0sin (3m)v2在O点物块与钢板分离,分离后,物块以速度v继续沿斜面上升,设运动到达的最高点离O点的距离为l,有v22al2mgsin 2ma解得l5(1)27 J(2)2 m/s(3)3 m解析(1)
10、小物块P由B到C的过程:W弹1m1gLm1v0解得W弹27 JEpW弹27 J即撤去推力时弹簧的弹性势能为27 J.(2)小物块P和滑块Q碰撞过程动量守恒,以v0的方向为正方向m1v0m1vPm2vQ小物块P从碰撞后到静止1m1gL0m1v解得vQ6 m/sQ在长木板上滑动过程中:对Q:2m2gm2a1对木板:2m2g3(Mm2)gMa2解得a14 m/s2,a22 m/s2当滑块Q和木板速度相等时,木板速度最大,设速度为v,滑行时间为t.对Q:vvQa1t对木板:va2t解得t1 sv2 m/s长木板运动中的最大速度为2 m/s(3)在Q和木板相对滑动过程中Q的位移:xQ(vQv)t木板的位
11、移:x板(0v)t木板的最小长度:LxQx板解得L3 m6(1)420 J(2)0.2 m解析(1)人推铁箱过程,以v0的方向为正方向,由动量守恒定律得:(m1m2m3)v0m3v1解得v15 m/s人推出铁箱时对铁箱所做的功为:Wm3vm3v420 J(2)设铁箱与墙壁相碰前的速度为v2,箱子再次滑到A点时速度为v3,根据动能定理得:从A到墙:0.2m3gsm3vm3v解得v22 m/s从墙到A:0.2m3gsm3vm3(v2)2解得v3 m/s设人、小车与铁箱一起向左运动的速度为v4,以向左方向为正方向,根据动量守恒定律得:m3v3(m1m2m3)v4解得v4 m/s根据动能定理得:0.2(m1m2m3)gx0(m1m2m3)v解得x0.2 m