高中物理典型例題集錦(二)(編輯修改稿)
2025-07-05 00:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ? 返回時間又是多少?分析與解：一般飛船沿橢圓軌道運動，不是慣性參照系。但是在一段很短的圓弧上，可以認為飛船作勻速直線運動，是慣性參照系。(1)設(shè)有質(zhì)量為m的氧氣，以速度v相對噴咀，即宇航員噴出，且宇航員獲得相對于飛船為V的速度，據(jù)動量守恒定律：mvMV=0則宇航員返回飛船所需的時間為：t=S/V=MS/mv而安全返回的臨界條件為：m+Rt=m0，以t=MS/mv代入上式，得：m2vm0vm+RMS=0，m=把m0、v、R、M、S代入上式可得允許的最大和最小噴氧量為： mmax=，mmin=。返回的最短和最長時間為：tmin==200秒，tmax==1800秒(2)返回飛船的總耗氧量可表示為：△M=m+Rt=(MS/vt)+Rt因為MS/vt與Rt之積為常量，且當兩數(shù)相等時其和最小，即總耗氧量最低，據(jù)：MS/vt=Rt，所以相應(yīng)返回時間為：t==600秒相應(yīng)的噴氧量應(yīng)為：m=Rt=。想一想：還有什么方法可求出這時的噴氧量?(m=MS/vt=)18．如圖171所示，Ａ、Ｂ是靜止在水平地面上完全相同的兩塊長木板．Ａ的左端和Ｂ的右端相接觸．兩板的質(zhì)量皆為M＝2．0ｋｇ，圖171長度皆為L＝1．0ｍ．Ｃ是質(zhì)量為ｍ＝1．0ｋｇ的小物塊．現(xiàn)給它一初速度ｖ0＝2．0ｍ／ｓ，使它從板Ｂ的左端向右滑動．已知地面是光滑的，而Ｃ與板Ａ、Ｂ之間的動摩擦因數(shù)皆為μ＝0．10．求最后Ａ、Ｂ、Ｃ各以多大的速度做勻速運動．取重力加速度ｇ＝10ｍ／ｓ２．參考解答 先假設(shè)小物塊Ｃ在木板Ｂ上移動ｘ距離后，停在Ｂ上．這時Ａ、Ｂ、Ｃ三者的速度相等，設(shè)為ｖ，由動量守恒得ｍｖ0＝（ｍ＋2Ｍ）ｖ， ①在此過程中，木板Ｂ的位移為ｓ，小物塊Ｃ的位移為ｓ＋ｘ．由功能關(guān)系得－μｍｇ（ｓ＋ｘ）＝（1/2）ｍｖ２－（1/2）ｍｖ02，μｍｇｓ＝2Ｍｖ2／2，則?。蹋恚纾剑?/2）（ｍ＋2Ｍ）ｖ2－（1/2）ｍｖ02，②由①、②式，得ｘ＝［ｍｖ02／（2Ｍ＋ｍ）μｇ］， ③代入數(shù)值得?。?．6ｍ． ?、埽龋掳宓拈L度大．這說明小物塊Ｃ不會停在Ｂ板上，而要滑到Ａ板上．設(shè)Ｃ剛滑到Ａ板上的速度為ｖ1，此時Ａ、Ｂ板的速度為ｖ2，則由動量守恒得ｍｖ0＝ｍｖ1＋2Ｍｖ2， ?、萦晒δ荜P(guān)系，得（1/2）ｍｖ02－（1/2）ｍｖ1２－2（1/2）ｍｖ2２＝μｍｇＬ，以題給數(shù)據(jù)代入，得由ｖ1必是正值，故合理的解是當滑到Ａ之后，Ｂ即以ｖ2＝0．155ｍ／ｓ做勻速運動，而Ｃ是以ｖ1＝1．38ｍ／ｓ的初速在Ａ上向右運動．設(shè)在Ａ上移動了ｙ距離后停止在Ａ上，此時Ｃ和Ａ的速度為ｖ3，由動量守恒得Ｍｖ2＋ｍｖ1＝（ｍ＋Ｍ）ｖ3，解得 ?。?＝0．563ｍ／ｓ．由功能關(guān)系得1/2）ｍｖ12＋（1/2）ｍｖ22－（1/2）（ｍ＋Ｍ）ｖ32＝μｍｇｙ，解得 ?。?．50ｍ．ｙ比Ａ板的長度小，所以小物塊Ｃ確實是停在Ａ板上．最后Ａ、Ｂ、Ｃ的速度分別為ｖＡ＝ｖ3＝0．563ｍ／ｓ，ｖＢ＝ｖ2＝0．155ｍ／ｓ，ｖＣ＝ｖＡ＝0．563ｍ／ｓ．評分標準 本題的題型是常見的碰撞類型，考查的知識點涉及動量守恒定律與動能關(guān)系或動力學和運動學等重點知識的綜合，能較好地考查學生對這些重點知識的掌握和靈活運動的熟練程度．題給數(shù)據(jù)的設(shè)置不夠合理，使運算較復(fù)雜，影響了學生的得分．從評分標準中可以看出，論證占的分值超過本題分值的50%，足見對論證的重視．而大部分學生在解題時恰恰不注重這一點，平時解題時不規(guī)范，運算能力差等，都是本題失分的主要原因．解法探析 本題參考答案中的解法較復(fù)雜，特別是論證部分，①、②兩式之間的兩個方程可以省略．下面給出兩種較為簡捷的論證和解題方法．解法一 從動量守恒與功
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