高中物理动量定理综合题

如图，质量为M的顶部有竖直壁的容器，置于倾角为θ的固定光滑斜面上，底部与斜面啮合，容器顶面恰好处于水平状态，容器内有质量为m的光滑小球与右壁接触。让M、m系统从斜面上端由静止开始下滑L后刚好到达斜面底端。（重力加速度为g）求：
（1）系统到达斜面底端的速度大小
（2）下滑过程中，m超重还是失重？ M水平顶面对m的支持力大小为多少？
（3）下滑过程中，M对m所做的功。

在2008年的北京奥运会上，20岁的中国小将何雯娜以37.80分为中国夺得奥运历史上首枚蹦床金牌。假设何雯娜在一次蹦床训练过程中仅在竖直方向上运动，通过传感器用计算机绘制出弹簧床对她的弹力F随时间t的变化规律，如图所示。取当地的重力加速度，不计空气阻力，结合图像，试求：
（1）运动过程中，何雯娜的最大加速度；
（2）运动过程中，何雯娜离开蹦床上升的最大高度；
（3）在第（2）问中，如果何雯娜从蹦床的最低点到离开蹦床，上升的距离为，这一过程中蹦床对何雯娜做了多少功？

如图所示，半径的光滑圆弧轨道固定在光滑水平面上，轨道上方的点有一个可视为质点的质量的小物块，小物块由静止开始下落后打在圆弧轨道的B点，假设在该瞬间碰撞过程中，小物块沿半径方向的分速度立刻减为零，而沿切线方向的分速度不变，此后小物块将沿圆弧轨道下滑，已知A点与轨道圆心O的连线长也为R，且AO连线与水平方向夹角，在轨道末端C点紧靠一质量的长木板，木板上表面与圆弧轨道末端的切线相平，小物块与长木板间的动摩擦因数，（取）求：
（1）小物块刚到达B点时的速度大小和方向。
（2）要使小物块不滑出长木板，木板长度至少为多少?

小物块的质量为，物块与坡道间的动摩擦因数为，水平面光滑：坡道顶端距水平面高度为，倾角为；物块从坡道进入水平滑道时，在底端点处无机械能损失，重力加速度为。将轻弹簧的一端连接在水平滑道处并固定墙上，另一自由端恰位于坡道的底端点，如图所示。物块从坡项由静止滑下，求：
(1)物块滑到点时的速度大小．
(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能．
(3)物块被弹回到坡道上升的最大高度。

跳水是一项优美的水上运动，图甲是2008年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿。其中陈若琳的体重约为30 kg，身高约为1.40m，她站在离水面10m高的跳台上，重心离跳台面的高度约为0.80m，竖直向上跃起后重心升高0.45m达到最高点，入水时身体竖直，当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作，如图13乙所示，这时陈若琳的重心离水面约为0.80m。设运动员在入水及在水中下沉过程中受到的水的作用力大小不变。空气阻力可忽略不计，重力加速度g取10m/s²。（结果保留2位有效数字）
（1）求陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间；
（2）若陈若琳入水后重心下沉到离水面约2.2m处速度变为零，试估算水对陈若琳的阻力的大小。
             

如左图，在真空中足够大的绝缘水平地面上，一个质量为m=0.2kg，带电量为的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数。从t=0时刻开始，空间加上一个如右图所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场，（取水平向右的方向为正方向，取10m/s²。）求：
（1）23秒内小物块的位移大小；
（2）23秒内电场力对小物块所做的功。

篮球比赛时，为了避免对方运动员的拦截，往往采取将篮球与地面发生一次碰撞后传递给队友的方法传球。设运动员甲以 v_o =" 5" m/s 的水平速度将球从离地面高 h₁ =" 0.8" m 处抛出，球与地面碰撞后水平方向的速度变为原来水平速度的 4/5，竖直方向离开地面的瞬间的速度变为与地面碰前瞬间竖直方向速度的 3/4，运动员乙恰好在篮球的速度变为水平时接住篮球，篮球的质量 m =" 0.5" kg，与地面碰撞作用的时间 t =" 0.02" s，运动员与篮球均可看成质点，不计空气阻力，篮球与地面接触时可看成是水平方向的匀变速运动，g 取 10 m/s²，求：
（1） 甲抛球的位置与乙接球的位置之间的水平距离 s
（2） 球与地面间的动摩擦因数 μ

如图所示，固定的光滑竖直圆形圆形轨道，其半径为R，在它的底端静止一个质量为m小球，现给小球一个水平冲量，使小球始终不离开圆形轨道在竖直圆内运动，试求冲量应满足的条件？

质量m=1.0kg的甲物体与竖直放置的轻弹簧的上端连接，弹簧下端固定在地面上，如图所示。质量m=1.0kg的乙物体从甲物体正上方，距离甲物体h=0.40m处自由落下，撞在甲物体上在极短的时间内与甲物体粘在一起（不再分离）向下运动。它们到达最低点后又向上运动，上升的最高点比甲物体初始位置高H=0.10m。已知弹簧的劲度系数k=200N/m，且弹簧始终在弹性限度内，空气阻力可忽略不计，重力加速度g取10m/s²。求：
（1）乙物体和甲物体碰撞过程中损失的动能；
（2）乙物体和甲物体碰撞后一起向下运动至最低点的过程中，乙物体和甲物体克服弹簧弹力所做的功。

如图所示，宽为L＝1 m、高为h＝7.2 m、质量为M＝8 kg、上表面光滑的木箱在水平地面上运动，木箱与地面间的动摩擦因数为μ＝0.2。当木箱速度为v₀="3" m／s时，在木箱上表面的右端轻轻地放上一个质量m="2" kg的光滑小铁块(可视为质点)，g取10m／s².求：
(1)小铁块与木箱脱离时长木箱的速度大小v₁；
(2)小铁块刚着地时与木箱左端的距离.

有一倾角为的斜面，其底端固定一档板，另有三个木块A、B、C，它们的质量分别为m_A=m_B=m，m_C=3m，它们与斜面间的动摩擦因数都相同。其中木块A和一轻质弹簧连接，放于斜面上，并通过轻弹簧与档板M相连，如图所示。开始时，木块A静止在P点，此时弹簧处于原长，木块B从Q点以初速度v₀沿斜面向下运动，P、Q间的距离为，已知木块B在下滑过程中做匀速直线运动，与木块A碰撞后立刻一起沿斜面向下运动，但不粘连，它们到达一个最低点后向上运动，木块B向上运动再恰好能回到Q点。若将木块B换成木块C让木块C从Q点以初速度v₀沿斜面向下运动，开始时木块A仍静止于P点，经历同样的过程，最后木块C停在斜面上的R点(图中未画出)。求：
(1)A、B一起开始压缩弹簧时速度v₁；
(2)A、B压缩弹簧的最大长度；
(3)P、R间的距离的大小。

如图所示，一质量为M的木板静止置于光滑的水平面上，一质量为m的木块以初速度v₀滑上木板的左端，已知木块和木板间的动摩擦因素为μ，木块始终没有滑离木板。
（1）求从木块滑上木板开始至二者具有相同的速度所用的时间；
（2）证明从运动开始至二者具有共同速度时，木板对地的位移小于木块对木板的位移。

一个质量m＝60 kg的滑雪运动员从高h＝20 m的高台上水平滑出，落在水平地面上的B点，由于落地时有机械能损失，落地后只有大小为10 m / s的水平速度，滑行到C点后静止，如图所示。已知A与B、B与C之间的水平距离s₁＝30 m，s₂＝40 m，g＝10 m / s²，不计空气阻力。求：
（1）滑雪运动员在水平面BC上受到的阻力大小f＝?
（2）落地时损失的机械能△E＝?

如图所示，两根平行金属导轨MN、PQ相距为d=1.0m，导轨平面与水平面夹角为，导轨上端跨接一定值电阻R=1.6，导轨电阻不计.整个装置处于方向垂直导轨平面向上、磁感应强度大小B=1.0T的匀强磁场中，金属棒ef垂直于MN、PQ静止放置，且与导轨保持良好接触，其长刚好为d、质量度m=0.10kg、电阻r=0.40，距导轨底端的距离。另一根与金属棒平行放置的绝缘棒gh长度也为d，质量为m/2，从轨道最低点以速度沿轨道上滑并与金属棒发生正碰（碰撞时间极短），碰后金属棒沿导轨上滑后再次静止。测得从碰撞至金属棒静止过程中电阻R上产生的焦耳热为。已知两棒与导轨间的动摩擦因数均为，取，求：
（1）碰后瞬间两棒的速度
（2）碰后瞬间金属的加速度
（3）金属棒在导轨上运动的时间

一质量为M的汽艇，在静水中航行时能达到的最大速度为10m/s。假设航行时，汽艇的牵引力F始终恒定不变，而且汽艇受到的阻力f与其航速v之间，始终满足关系：f=kv，其中k=100N·s/m，不计水的粘性，各速度均为对地值。求：
⑴该汽艇的速度达到5m/s的瞬时，汽艇受到的阻力为多大？
⑵该汽艇的牵引力F为多大？
⑶若水被螺旋桨向后推出的速度为8m/s，汽艇以最大速度匀速行驶时，在3秒钟之内，估算螺旋桨向后推出水的质量m为多少?