高中物理电荷守恒定律综合题

在光滑水平面上有一辆平板车，质量分别为m₁、m₂的两人站在车的两端（如图所示），他们以对地速度v₁、v₂相向而行，则在下列三情况下，车的运动方向如何？

（1）m₁=m₂,v₁=v₂;
(2)m₁≠m₂,v₁=v₂;
(3)m₁=m₂,v₁≠v₂.

A、B两块质量相同的物体，置于光滑水平面上，开始时B处于静止状态，A以速度v₀沿A、B连线方向向B运动并与B碰撞后一起共同前进.现将B换成质量是原来两倍的物体，其他条件不变，碰后一起以共同速度前进.求A、B碰撞过程中，前后两种情况下，B对A的冲量大小之比为多少？

如图16-3-8所示，长木板ab的b端固定一挡板，木板连同挡板的质量为M="4.0" kg，a、b间距离s="2.0" m.木板位于光滑水平面上.在木板a端有一小物块，其质量m="1.0" kg，小物块与木板间的动摩擦因数μ=0.10，它们都处于静止状态.现令小物块以初速v₀="4.0" m/s沿木板向前滑动，直到和挡板相撞.碰撞后，小物块恰好回到a端而不脱离木板.求碰撞过程中损失的机械能.

图16-3-8

如图16-3-4所示，质量为m的子弹，以速度v水平射入用轻绳悬挂在空中的木块，木块的质量为M，绳长为L，子弹停留在木块中.求子弹射入木块后的瞬间绳子中的张力的大小.

图16-3-4

在平静的水面上，有一条载人的小船，船的质量为M，人的质量为m，人相对船静止，船和人以速度v₀前进.（1）当人相对船以速度u沿跟船的运动相反方向行走时，船的速度多大？（2）若船长为L，且开始时系统静止，当人从船的一头走到另一头停止时，船后退的距离是多少？（水的阻力不计）

如图16-2-6所示，在支架的圆孔上放着一个质量为M的木球，一质量为m的子弹以速度v从下面很快击中木球并穿出，击穿后木球上升的最大高度为H.求子弹穿过木球后上升的高度.

图16-2-6

如图所示，质量为M＝2 kg的小车A静止在光滑水平面上，A的右端停放有一个质量为m＝0.4 kg、带正电荷q＝0.8 C的小物体B。整个空间存在着垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B＝0.5 T，现从小车的左边，给小车A一个水平向右的瞬时冲量I＝26 N·s，使小车A获得水平向右的初速度，物体与小车之间有摩擦力作用，设小车足够长，求：

(1)瞬时冲量使小车A获得的动能。
(2)物体B的最大速度。
(3)在A与B相互作用过程中系统增加的内能(g＝10 m/s²）。

质量为M的小物块A静止在离地面高h的水平桌面的边缘，质量为m的小物块B沿桌面向A运动并以速度v₀与之发生正碰(碰撞时间极短)。碰后A离开桌面，其落地点离出发点的水平距离为L。碰后B反向运动。求B后退的距离。已知B与桌面间的动摩擦因数为μ。重力加速度为g。

如图所示，滑块A的质量m＝0.01 kg，与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.2，用细线悬挂的小球质量均为m＝0.01 kg，沿x轴排列，A与第1只小球及相邻两小球间距离均为s＝2 m，线长分别为L₁、L₂、L₃…(图中只画出三只小球，且小球可视为质点)，开始时，滑块以速度v₀＝10 m/s沿x轴正方向运动，设滑块与小球碰撞时不损失机械能，碰撞后小球均恰能在竖直平面内完成完整的圆周运动并再次与滑块正碰，重力加速度g＝10 m/s²。

试求：
(1)滑块能与几个小球碰撞?
(2)碰撞中第n个小球悬线长L_n的表达式。
(3)滑块与第一个小球碰撞后瞬间，悬线对小球的拉力。

柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气缸与活塞间有柴油与空气的混合物，在重锤与桩碰撞的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动，现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：
柴油打桩机重锤的质量为m，锤在桩帽以上高度为h处（如图16-3-12a）从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为M（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上.同时，柴油燃烧，产生猛烈推力，锤和桩分离，这一过程的时间极短.随后，桩在泥土中向下移动一距离l.已知锤反跳后到达最高点时，锤与已停下的桩帽之间的距离也为h（如图16-3-12b）.已知m=1.0×10³ kg，M=2.0×10³ kg，h="2.0" m,l="0.20" m,重力加速度g取10 m/s²,混合物的质量不计.设桩向下移动的过程中泥土对桩的作用力F是恒力，求此力的大小.

图16-3-12

如图16-3-10所示，甲、乙两小孩各乘一辆冰车在水平冰面上游戏，甲和他乘的冰车质量共为M="30" kg，乙和他乘的冰车质量也是30 kg，游戏时，甲推着一个质量m="15" kg的箱子，共同以速度v₀="2.0" m/s滑行，乙以同样大小速度迎面滑来，为了避免相撞，甲突然将箱子沿冰面推给乙，箱子滑到乙处时，乙迅速把它抓住，若不计冰面的摩擦力，求甲至少要以多大的速度（相对于地面）将箱子推出，才能避免与乙相撞.

图16-3-10

如图16-3-7所示，质量为m的子弹，以速度v水平射入用轻绳悬挂在空中的木块，木块的质量为M，绳长为L，子弹停留在木块中，求子弹射入木块后的瞬间绳子中的张力的大小.

图16-3-7

如图16-2-5所示，如果悬挂球的绳子能承受的最大拉力T₀="10" N，球质量m="0.5" kg，L="0.3" m，锤头质量M="0.866" kg，如果锤沿水平方向打击球m，锤头速度多大时才能把绳子打断（设m原来静止，打击后锤头静止，取g="10" m/s²）？

图16-2-5

如图所示的光滑水平面上，质量为M的平板车上依次放有5个质量均为m的小滑块(不计其大小)，质量关系为M＝5 m，已知平板车长L＝1 m，小滑块与平板车间的动摩擦因数μ＝9/20，g＝10 m/s²。现突然给最左端的小滑块沿平板向右的速度v₀，当其相对地的速率降至v₀/2时恰好与前方的第2个滑块相碰。碰撞时间极短，碰撞后两滑块的速度变为对方碰撞前的速度(也叫速度交换)。以后将陆续发生小滑块相碰，碰撞时间都很短，碰后均交换速度。最后第5个滑块恰好滑至平板车右端而与平板车相对静止。
(1)求v₀的值；
(2)写出第一个小滑块运动中其相对地的最上速度的表达式；
(3)求平板车匀加速运动过程中的位移s。

如图所示，质量为m的小物体(可视为质点)放在小车上，它们一起在两堵竖直墙壁之间运动，小车质量为M，且M＞m。设车与物体间的动摩擦因数为μ，车与水平面间无摩擦，车与墙壁碰撞后速度反向而且大小不变，且碰撞时间极短。开始时车紧靠在左面墙壁上，物体位于车的最左端，车与物体以共同速度v₀向右运动。若两墙壁之间的距离足够长，求：

(1)小车与墙壁第2次碰撞前(物体未从车上掉下)的速度；
(2)要使物体不从车上滑落，车长l应满足的条件。