高中物理综合题

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.

在弹性海绵垫的正上方h₁高处，将重为G的小球以速率v₀竖直下抛，落垫后反弹的高度为h₂.设球与海绵垫第一次接触的时间为t,求在此时间内球对海绵垫的平均作用力的大小.(空气阻力不计，重力加速度为g)
吴仑同学给出了如下解答：设在时间t内海绵垫对球的平均作用力大小为F，球第一次刚接触海绵垫时的速率为v₁、刚离开海绵垫时的速率为v₂,则由动量定理得
Ft="Δp                                                          " ①
Δp=mv₂-mv₁                                                     ②
由机械能守恒定律得
mv₀²+mgh₁=mv₁²                                             ③
mv₂²=mgh₂                                                    ④
由①②③④式求得F=.                    ⑤
(解题过程到此结束)
试指出上述解答过程中是否有不妥之处，若有，请指出其不妥之处，并给出正确的解答.

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？

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？

光滑水平桌面上有一根长0.4 m的细绳l，一端固定在桌上的O点，另一端系一质量为20 g的小球(如图1-6)，小球在A点受到与绳相垂直的0.04 N·s的冲量后做圆周运动.试求：

图1-6
(1)小球受到冲量后绳的拉力.
(2)小球从A点运动半周后，绳碰到一枚钉子B,OB="0.3" m,此时绳对球拉力是多大？