高中物理动量定理综合题

如图所示，质量为m=0.4kg的滑块，在水平恒力F作用下，在光滑水平面上从A点由静止开始向B点运动，到达B点时撤去外力F，滑块随即冲上半径为 R=0.4m的1/4光滑圆弧面小车，小车立即沿光滑的水平面PQ运动。设开始时平面AB与圆弧CD相切，A、B、C三点在同一水平线上，令AB连线为x轴，A为坐标原点，且AB=d=0.64m，滑块在AB面上运动时，其动量随位移变化关系为，小车质量M=3.6kg，不计能量损失，g取。求：
（1）滑块受到的水平推力F；滑块到达D点时小车的速度大小。
（2）滑块第二次通过C点时，小车与滑块的速度。
（3）滑块从D点滑出后再返回D点这一过程中，小车移动的距离。

如图所示，质量M=0.40kg的靶盒A位于光滑水平导轨上，开始时静止在O点，在O点右侧有范围很广的“相互作用区域”，如图中划虚线部分，当靶盒A进入相互作用区时便受到水平向左的恒力F=20N作用，P处有一固定的发射器B，它可根据需要瞄准 靶盒每次发射一颗水平速度v₀=50m/s，质量m=0.10kg的子弹，当子弹打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短。今约定，每当靶盒A停在或到达O点时，都有一颗子弹进入靶盒A内。

⑴当第一颗子弹进入靶盒A后，靶盒A离开O点最大距离为多少？
⑵当第三颗子弹进入靶盒A后，靶盒A从离开O点到又回到O点所经历时间为多少？
⑶求发射器B至少发射几颗子弹后，靶盒A能在相互作用区内运动且距离不超过0.2m？

⑴当P进入“相互作用区域”时，若P受到一个方向向上的恒力的作用，而Q不受影响。设P、Q间的滑动摩擦力，问要使环 P不从杆Q上滑落，杆Q至少要长？
⑵若“相互作用区域”和杆Q都足够长，当P进入“相互作用区域”时， P既受到一个方向向下的恒力作用，同时也受到一个水平力（其中，是P的速即时速度）作用，设P和Q间的动摩擦因数μ=0.5，已知P从进入“相互作用区域”开始，经过的时间刚好达到最大速度，求其最大速度和此时Q的速度各是多大？（假设杆Q在下落过程始终保持竖直，不计空气阻力，）

（1）该男同学的起跳速率；
（2）在起跳过程中，该同学做功的平均功率？
（3）在起跳过程中，该同学蹬地的平均作用力？

五块完全相同的长木板依次紧挨着放在水平地面上，每块木板的长度为0.5m，质量为0.6 kg。在第一块长木板的最左端放置一质量为0.98 kg的小物块。已知小物块与长木板间的动摩擦因数为0.2，长木板与地面间的动摩擦因数为0.1，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。一颗质量为0.02 kg的子弹以150 m/s的水平速度击中小物块并立即与小物块一起在长木板表面滑行，重力加速度g取10 m/s²。
（1）分析小物块滑至哪块长木板时，长木板才开始在地面上滑动。
（2）求物块在整个运动过程中相对出发点滑行的最大距离。

如图，相距d=10cm水平放置在高h处的两根导电轨道，轨道间接有电源，处于磁感强度B=0.1T、垂直轨道平面向上的匀强磁场中．K断开时，将一根质量m=3g的金属杆放于轨道一边缘处，然后闭合K，金属杆沿水平方向飞出落于地面上，其水平距离s=1.5m．h=5m，则闭合K时通过金属杆的电量为多少？

如图所示，航天飞机是能往返于地球与太空间的载人飞行器，利用航天飞机既可将人造卫星送入预定轨道，也可以到太空去维修出现故障的人造地球卫星。航天飞机自第一次发射至今的28年里，它为人类对太空的探索作出了巨大的贡献，由于维修、保养和发射费用太高即将面临退役，将被美国的“战神1”号火箭所替代。
(1)航天飞机对圆形轨道上的卫星进行维修时，两者的速度必须相同。卫星所在的圆形轨道离地面的高度是h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g。求航天飞机维修卫星时的速度大小。
(2)航天飞机无动力着陆，水平滑行时，从尾部弹出减速伞，以使航天飞机迅速减速。若航天飞机质量为m，弹出减速伞时的速度为，受到的阻力恒为f。求它在水平跑道上无动力滑行的距离和滑行的时间。

（1）滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小。
（2）车被锁定时，车右端距轨道B端的距离。
（3）从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小。
（4）滑块落地点离车左端的水平距离。

蹦床是运动员在一张绷紧的弹性网上蹦跳、翻滚并做各种空中动作的运动项目．一个质量为60kg的运动员，从离水平网面3.2m高处自由下落，着网后沿竖直方向蹦回到离水平网面5.0m高处．已知运动员与网接触的时间为1.2s．若把这段时间内网对运动员的作用当做恒力处理．求此力的大小？(g＝9.8m/s²)

如25题图所示，竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧滑道CD组成，AB恰与圆弧CD在C点相切，轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块（可视为质点）从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB，沿着轨道运动，由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点。已知水平滑道AB长为L，求：
（1）小物块与水平轨道的动摩擦因数μ。
（2）为了保证小物块不从轨道的D端离开轨道，圆弧轨道的半径R至少是多大？
（3）若圆弧轨道的半径R取第（2）问计算出的最小值，增大小物块的初动能，使得小物块冲上轨道后可以达到最大高度是1.5R处，试求小物块的初动能并分析小物块能否停在水平轨道上，如果能，将停在何处？如果不能，将以多大速度离开水平轨道？

（1）轮船减速时的加速度a多大？
（2）轮船的额定功率p多大？
（3）发现渔船时，轮船已离开码头多远？

(1) 当物体A从开始到刚离开地面时，物体C沿斜面下滑的距离.
(2)斜面倾角α．
(3)B的最大速度v_Bm．

光滑U型金属框架宽为L，足够长，其上放一质量为m的金属棒ab，左端连接有一电容为C的电容器，现给棒一个初速v₀，使棒始终垂直框架并沿框架运动，如图所示。求导体棒的最终速度。

（1）若太阳光垂直照射在地球表面，则时间t内照射到地球表面上半径为r的圆形区域内太阳光的总能量及光子个数分别是多少？
（2）若太阳光垂直照射到地球表面，在半径为r的某圆形区域内被完全反射（即所有光子均被反射，且被反射前后的能量变化可忽略不计），则太阳光在该区域表面产生的光压（用I表示光压）是多少？
（3）有科学家建议利用光压对太阳帆的作用作为未来星际旅行的动力来源。一般情况下，太阳光照射到物体表面时，一部分会被反射，还有一部分被吸收。若物体表面的反射系数为ρ，则在物体表面产生的光压是全反射时产生光压的倍。设太阳帆的反射系数ρ=0.8，太阳帆为圆盘形，其半径r=15m，飞船的总质量m=100kg，太阳光垂直照射在太阳帆表面单位面积上的辐射功率P₀=1.4kW，已知光速c=3.0×10⁸m/s。利用上述数据并结合第（2）问中的结论，求太阳帆飞船仅在上述光压的作用下，能产生的加速度大小是多少?不考虑光子被反射前后的能量变化。（保留2位有效数字）

一个质量为m=10kg的物体静止在水平地面上，若以F=60N的水平拉力作用在物体上，使物体沿地面运动5s后再将拉力撤去，求撤去拉力后物体再运动几秒钟停下来？（已知物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2）