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如圖所示，一輕繩吊著粗細均勻的棒，棒下端離地面高H，上端套著一個細環(huán)。棒和環(huán)的質(zhì)量均為m，相互間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力kmg(k>1)。斷開輕繩，棒和環(huán)自由下落。假設(shè)棒足夠長，與地面發(fā)生碰撞時，觸地時間極短，無動能損失。棒在整個運動過程中始終保持豎直，空氣阻力不計。求：⑴棒第一次與地面碰撞彈起上升過程中，環(huán)的加速度。⑵從斷開輕繩到棒與地面第二次碰撞的瞬間，棒運動的路程s。⑶從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止，摩擦力對環(huán)及棒做的總功W。

如圖所示，在一光滑的水平面上有兩塊相同的木板B和C。重物A（視為質(zhì)點）位于B的右端，A、B、C的質(zhì)量相等�，F(xiàn)A和B以同一速度滑向靜止的C、B與C發(fā)生正碰。碰后B和C粘在一起運動，A在C上滑行，A與C有摩擦力。已知A滑到C的右端而未掉下。試問：從B、C發(fā)生正碰到A剛移到C右端期間，C所走過的距離是C板長度的多少倍。

如圖所示，將質(zhì)量均為m厚度不計的兩物塊A、B用輕質(zhì)彈簧相連接。第一次只用手托著B物塊于H高處，A在彈簧彈力的作用下處于靜止，現(xiàn)將彈簧鎖定，此時彈簧的彈性勢能為E_p，現(xiàn)由靜止釋放A、B ，B物塊著地后速度立即變?yōu)?，同時彈簧鎖定解除，在隨后的過程中B物塊恰能離開地面但不繼續(xù)上升。第二次用手拿著A、B兩物塊，使得彈簧豎直并處于原長狀態(tài)，此時物塊B離地面的距離也為H，然后由靜止同時釋放A、B，B物塊著地后速度同樣立即變?yōu)?。求：

⑴第二次釋放A、B后，A上升至彈簧恢復(fù)原長時的速度υ₁；

⑵第二次釋放A、B后，B剛要離地時A的速度υ₂。

有兩個完全相同的小滑塊A和B， A沿光滑水平面以速度v₀與靜止在平面邊緣O點的B發(fā)生正碰，碰撞中無機械能損失。碰后B運動的軌跡為OD曲線，如圖所示。

（1）已知滑塊質(zhì)量為m，碰撞時間為Dt，求碰撞過程中A對B平均沖力的大�。�

（2）為了研究物體從光滑拋物線軌道頂端無初速下滑的運動，物制做一個與B平拋軌跡完全相同的光滑軌道，并將該軌道固定在與OD曲線重合的位置，讓A沿該軌道無初速下滑（經(jīng)分析A在下滑過程中不會脫離軌道），

a．分析A沿軌道下滑到任意一點時的動量P_A與B平拋經(jīng)過該點時的動量P_B的大小關(guān)系；

b．在OD曲線上有一點M，O和M兩點的連線與豎直方向的夾角為45°，求A通過M點時的水平分速度和豎直分速度。

如圖17所示，固定的凹槽水平表面光滑，其內(nèi)放置Ｕ形滑板Ｎ，滑板兩端為半徑Ｒ＝0.45m的1/4圓弧面，Ａ和Ｄ分別是圓弧的端點，ＢＣ段表面粗糙，其余段表面光滑．小滑塊Ｐ₁和Ｐ₂的質(zhì)量均為m，滑板的質(zhì)量Ｍ＝4m．Ｐ₁和Ｐ₂與ＢＣ面的動摩擦因數(shù)分別為μ₁=0.10和μ₂=0.40，最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力．開始時滑板緊靠槽的左端，Ｐ₂靜止在粗糙面的Ｂ點．Ｐ₁以v₀=4.0m/s的初速度從Ａ點沿弧面自由滑下，與Ｐ_２發(fā)生彈性碰撞后，Ｐ₁處在粗糙面Ｂ點上．當Ｐ₂滑到Ｃ點時，滑板恰好與槽的右端碰撞并牢固粘連，Ｐ₂繼續(xù)滑動，到達Ｄ點時速度為零．Ｐ₁與Ｐ₂視為質(zhì)點，取g =10m/s²，問：

　　(1) Ｐ₁在ＢＣ段向右滑動時，滑板的加速度為多大？

　　(2) ＢＣ長度為多少？Ｎ、Ｐ₁、Ｐ₂最終靜止后，Ｐ₁與Ｐ₂間的距離為多少？

如圖所示，輕彈簧一端連于固定點O，可在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，另一端連接一帶電小球P,其質(zhì)量m=2×10^-2 kg,電荷量q=0.2 C.將彈簧拉至水平后，以初速度V₀=20 m/s豎直向下射出小球P,小球P到達O點的正下方O₁點時速度恰好水平，其大小V=15 m/s.若O、O₁相距R=1.5 m,小球P在O₁點與另一由細繩懸掛的、不帶電的、質(zhì)量M=1.6×10^-1 kg的靜止絕緣小球N相碰。碰后瞬間，小球P脫離彈簧，小球N脫離細繩，同時在空間加上豎直向上的勻強電場E和垂直于紙面的磁感應(yīng)強度B=1T的弱強磁場。此后，小球P在豎直平面內(nèi)做半徑r=0.5 m的圓周運動。小球P、N均可視為質(zhì)點，小球P的電荷量保持不變，不計空氣阻力，取g=10 m/s²。那么，

（1）彈簧從水平擺至豎直位置的過程中，其彈力做功為多少？

（2）請通過計算并比較相關(guān)物理量，判斷小球P、N碰撞后能否在某一時刻具有相同的速度。

 (3)若題中各量為變量，在保證小球P、N碰撞后某一時刻具有相同速度的前提下，請推導(dǎo)出r的表達式(要求用B、q、m、θ表示，其中θ為小球N的運動速度與水平方向的夾角)。

如圖所示，間距為L、電阻為零的U形金屬豎直軌道，固定放置在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直紙面向里。豎直軌道上部套有一金屬條bc，bc的電阻為R，質(zhì)量為2m，可以在軌道上無摩擦滑動，開始時被卡環(huán)卡在豎直軌道上處于靜止狀態(tài)。在bc的正上方高H處，自由落下一質(zhì)量為m的絕緣物體，物體落到金屬條上之前的瞬間，卡環(huán)立即釋放，兩者一起繼續(xù)下落。設(shè)金屬條與導(dǎo)軌的摩擦和接觸電阻均忽略不計，豎直軌道足夠長。求：

（1）金屬條開始下落時的加速度；

（2）金屬條在加速過程中，速度達到v₁時，bc對物體m的支持力；

（3）金屬條下落h時，恰好開始做勻速運動，求在這一過程中感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱量。

（1）如圖1所示，ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道，BC段水平，AB段與BC段平滑連接。質(zhì)量為m₁的小球從高位處由靜止開始沿軌道下滑，與靜止在軌道BC段上質(zhì)量為m₂的小球發(fā)生碰撞，碰撞后兩球兩球的運動方向處于同一水平線上，且在碰撞過程中無機械能損失。求碰撞后小球m₂的速度大小v₂；

（2）碰撞過程中的能量傳遞規(guī)律在物理學中有著廣泛的應(yīng)用。為了探究這一規(guī)律，我們才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直線上、且無機械能損失的簡化力學模型。如圖2所示，在固定光滑水平軌道上，質(zhì)量分別為m₁、m₂、m₃……m_n-1、m_n……的若干個球沿直線靜止相間排列，給第1個球初能E_k1，從而引起各球的依次碰撞。定義其中第n個球經(jīng)過依次碰撞后獲得的動能E_kn與E_k1之比為第1個球?qū)Φ?i>n個球的動能傳遞系數(shù)k_1n。

a) 求k_1n

b) 若m₁=4m₀，m_k=m₀，m₀為確定的已知量。求m₂為何值時，k_1n值最大

（1）如圖1，在光滑水平長直軌道上，放著一個靜止的彈簧振子，它由一輕彈簧兩端各聯(lián)結(jié)一個小球構(gòu)成，兩小球質(zhì)量相等。現(xiàn)突然給左端小球一個向右的速度μ₀，求彈簧第一次恢復(fù)到自然長度時，每個小球的速度。

（2）如圖2，將N個這樣的振子放在該軌道上，最左邊的振子1被壓縮至彈簧為某一長度后鎖定，靜止在適當位置上，這時它的彈性勢能為E₀。其余各振子間都有一定的距離，現(xiàn)解除對振子1的鎖定，任其自由運動，當它第一次恢復(fù)到自然長度時，剛好與振子2碰撞，此后，繼續(xù)發(fā)生一系列碰撞，每個振子被碰后剛好都是在彈簧第一次恢復(fù)到自然長度時與下一個振子相碰.求所有可能的碰撞都發(fā)生后，每個振子彈性勢能的最大值。已知本題中兩球發(fā)生碰撞時，速度交換，即一球碰后的速度等于另一球碰前的速度。

如圖所示，質(zhì)量為M的長方形木板靜止在光滑水平面上，木板的左側(cè)固定一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，木板的右側(cè)用一根伸直的并且不可伸長的輕繩水平地連接在豎直墻上。繩所能承受的最大拉力為T。一質(zhì)量為m的小滑塊以一定的速度在木板上無摩擦地向左運動，而后壓縮彈簧。彈簧被壓縮后所獲得的彈性勢能可用公式計算，k為勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量。

（1）若在小滑塊壓縮彈簧過程中輕繩始終未斷，并且彈簧的形變量最大時，彈簧對木板的彈力大小恰好為T，求此情況下小滑塊壓縮彈簧前的速度v₀；

（2）若小滑塊壓縮彈簧前的速度為已知量，并且大于（1）中所求的速度值v₀，求此情況下彈簧壓縮量最大時，小滑塊的速度；

（3）若小滑塊壓縮彈簧前的速度大于（1）中所求的速度值v₀，求小滑塊最后離開木板時，相對地面速度為零的條件。