高中物理电荷守恒定律综合题

如图16-11所示，abc是光滑的轨道，其中ab是水平的，bc为与ab相切的位于竖直平面内的半圆，半径R="0.30" m.质量m="0.20" kg的小球A静止在轨道上，另一质量M="0.60" kg、速度v₀="5.5" m/s的小球B与小球A正碰.已知相碰后小球A经过半圆的最高点c落到轨道上距b点为l=R处，重力加速度取g="10" m/s².求：

图16-11
(1)碰撞结束时，小球A和B的速度的大小.
(2)试论证小球B是否能沿着半圆轨道到达c点.

用轻弹簧相连的质量均为2 kg的A、B两物块都以v="6" m/s的速度在光滑的水平地面上运动，弹簧处于原长，质量为4 kg的物块C静止在前方，如图16-10所示.B与C碰撞后二者粘在一起运动.求：在以后的运动中

图16-10
(1)当弹簧的弹性势能最大时，物体A的速度是多大?
(2)弹性势能的最大值是多大?
(3)A的速度有可能向左吗?为什么?

有一炮竖直向上发射炮弹.炮弹的质量为M="6.0" kg(内含炸药的质量可以忽略不计)，射出的初速度v₀="60" m/s.当炮弹到达最高点时爆炸分裂为沿水平方向运动的两片，其中一片质量为m="4.0" kg.现要求这一片不能落到以发射点为圆心、以R="600" m为半径的圆周范围内，则刚爆炸完时两弹片的总动能至少多大？(取g="10" m/s²，忽略空气阻力)

两磁铁各放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动.已知甲车和磁铁的总质量为0.5 kg，乙车和磁铁的总质量为1.0 kg.两磁铁的N极相对.推动一下，使两车相向运动.某时刻甲的速率为2 m/s，乙的速率为3 m/s，方向与甲相反.两车运动过程中始终未相碰.则
(1)两车最近时，乙的速度为多大?
(2)甲车开始反向时，乙的速度为多大?

质量m="1.5" kg的物块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动一段距离后撤去该力，物块继续滑行t="2.0" s停在B点，已知A、B两点间的距离s="5.0" m,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,求恒力F的大小.(g取10 m/s²)

如图1-1-0所示，质量为M的木板和质量为m、长度可以忽略的小木块一起以速度v₀沿着光滑水平面滑动时，与墙碰撞，碰后木板以原速率弹回，问碰后多长时间小木块在木板上停止滑动？已知小木块与木板间的动摩擦因数为μ,木板足够长，且M＞m.

图1-1-0

质量为m="60" kg的人站在质量为M="100" kg的小车上，一起以v="3" m/s的速度在光滑水平地面上做匀速直线运动.若人相对车以u="4" m/s的速率水平向后跳出，则车的速率变为______.

图1-1-1中（1）所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端拴一小物块A，上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连.已知有一质量为m₀的子弹B沿水平方向以速度v₀射入A内（未穿透），接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动.在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图1-1-1（2）所示.已知子弹射入的时间极短，且图1-1-1（2）中t=0为A、B开始以相同速度运动的时刻.根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A的质量）及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？

图1-1-1

用火箭发射人造地球卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以速度v=7.0×10³ m/s绕地球做匀速圆周运动；已知卫星质量m="500" kg,最后一节火箭壳体的质量M="100" kg;某时刻火箭壳体与卫星分离，分离时刻卫星与火箭壳体沿轨道切线方向的相对速度u=1.8×10³ m/s,试分析计算：分离后卫星的速度增加到多大？火箭壳体的速度多大？分离后它们将如何运动？

在光滑的高5 m的平台上，有一个质量为1.9 kg的木块，质量为0.1 kg的子弹以20 m/s的水平速度射入木块并留在木块中，求木块落地后的水平位移大小？

.如图6-2-21，细绳上端固定于O点，下端系一质量m="1" kg的小球P，且小球P处于静止状态.小球P与平台的B点接触，但对平台无压力，绳长L="0.5" m，平台高h="0.8" m.另有一质量M="2" kg的小球Q沿平台自左向右运动到B处与P球发生正碰，碰后P球在绳的约束下做圆周运动且恰好能过最高点，而Q球落在水平地面上的C点，DC间的距离s="2.4" m，不计空气阻力，取g="10" m/s²,求:

图6-2-21
(1)Q球与P球碰前速度v₀的大小；
(2)系统在两球发生碰撞过程中损失的机械能.

用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”.1932年，查德威克用铍“辐射”分别照射(轰击)氢和氮(它们可视为处于静止状态)，测得照射后沿铍“辐射”方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7.0∶1.查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的，从而通过上述实验在历史上首次发现了中子.假定铍“辐射”中的中性粒子与氢核或氮核发生弹性正碰，试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射”的中性粒子的质量.(质量用原子质量单位u表示，1 u等于一个¹²C原子质量的十二分之一.取氢核和氮核的质量分别为1.0 u和14 u)

如图1-7所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的，在最低点B与水平轨道BC相切，BC的长度是圆弧半径的10倍，整个轨道处于同一竖直平面内.可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落，恰好落入小车圆弧轨道滑动，然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出.已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍，小车的质量是物块的3倍，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失.求：

图1-7
(1)物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍；
(2)物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ.

如图6-2-20所示，质量为m的由绝缘材料制成的球与质量为M＝19m的金属球并排悬挂.现将绝缘球拉至与竖直方向成θ＝60°的位置自由释放，下摆后在最低点处与金属球发生弹性碰撞.在平衡位置附近存在垂直于纸面的磁场.已知由于磁场的阻尼作用，金属球将于再次碰撞前停在最低点处.求经过几次碰撞后绝缘球偏离竖直方向的最大角度小于45°?

图6-2-20

一个质量M="1" kg的鸟在空中以v₀="6" m/s沿水平方向飞行，离地面高度h="20" m，忽被一颗质量m="20" g沿水平方向同向飞来的子弹击中，子弹速度v="300" m/s,击中后子弹留在鸟体内，鸟立即死去，g取10 m/s².求鸟被击中后经多长时间落地；鸟落地处离被击中处的水平距离是多大？