如圖所示，質(zhì)量M為4 kg的平板小車靜止在光滑的水平面上，小車左端放一質(zhì)量為1 kg的木塊，車的右端固定一個(gè)輕質(zhì)彈簧，現(xiàn)給木塊一個(gè)水平向右的10 N·s的瞬間沖量，木塊便沿車向右滑行，在與彈簧相碰后又沿原路返回，并恰好能達(dá)到小車的左端，求：

(1)彈簧被壓縮到最短時(shí)平板車的速度v；

(2)木塊返回小車左端時(shí)的動(dòng)能EK；

(3)彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能Epm．

答案：
解析：

　　解析：木塊和小車構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒．木塊與彈簧碰后相對(duì)小車向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木塊相對(duì)小車靜止時(shí)，木塊相對(duì)小車到達(dá)左邊最遠(yuǎn)點(diǎn)．木塊往返過程中克服摩擦力做功可由損失的機(jī)械能解得．

　　(1)設(shè)木塊的初速度為v0，由動(dòng)量定理有：I＝mv0，得，v0＝10 m/s(方向向右)

　　當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，木塊和小車速度相等．

　　對(duì)于木塊和小車構(gòu)成的系統(tǒng)，水平方向動(dòng)量守恒．

　　所以有：mv0＝(M＋m)v，解得v＝2 m/s(向右)

　　(2)木塊與彈簧碰后相對(duì)小車向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)木塊相對(duì)小車靜止時(shí)，木塊相對(duì)小車到達(dá)左邊最遠(yuǎn)點(diǎn)．因此木塊恰能到小車的左端時(shí)，兩者同速．由動(dòng)量守恒可知此時(shí)v塊＝v車＝2 m/s．木塊的動(dòng)能EK＝mv2＝2 J．

　　(3)木塊往返過程中克服摩擦力做功，系統(tǒng)損失的機(jī)械能為

　　ΔE＝mv02－(M＋m)v2＝40 J．

　　考慮木塊開始運(yùn)動(dòng)到彈簧壓縮到最短的過程，系統(tǒng)克服摩擦力做功損失的機(jī)械能為ΔE＝20 J．對(duì)這個(gè)過程由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律有：mv02＝(M＋m)v2＋ΔE＋Epm，解得彈簧壓縮到最短時(shí)獲得的最大彈性勢(shì)能Epm＝20 J．


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量M為4.0kg的木板A放在水平面C上，木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.24，木板右端放著質(zhì)量m為1.0kg的小物塊B（視為質(zhì)點(diǎn)），它們均處于靜止?fàn)顟B(tài)．木板突然受到水平向右的12N?s的瞬時(shí)沖量I作用開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小物塊滑離木板時(shí)，木板的動(dòng)能為8.0J，小物塊的動(dòng)能為0.50J，重力加速度取10m/s2，求
（1）瞬時(shí)沖量作用結(jié)束時(shí)木板的速度v0；
（2）A與B間的摩擦力
（3）木板的位移s
（4）木板的長(zhǎng)度L．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量mA為4.0 kg的木板A放在水平面C上，木板與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.24，木板左端放著質(zhì)量mB為1.0 kg的小物塊B（視為質(zhì)點(diǎn)），它們均處于靜止?fàn)顟B(tài).木板突然受到水平向右的12 N·s的瞬時(shí)沖量I作用開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小物塊滑離木板時(shí)，木板的動(dòng)能EkA為8.0 J，小物塊的動(dòng)能EkB為0.50 J，重力加速度取10 m/s2.求：

（1）瞬時(shí)沖量作用結(jié)束時(shí)木板的速度v0；

（2）木板的長(zhǎng)度L.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

［物理——選修3-5］（15分）

   （1）（5分）月球土壤里大量存在著一種叫做“氦3（ He）”的化學(xué)元素�？茖W(xué)家初步估計(jì)月球上至少有100萬噸“氦3”，如果相關(guān)技術(shù)開發(fā)成功，將能為地球帶來取之不盡的能源。關(guān)于“氦3（He）”核與氘核的反應(yīng)，下列說法中正確的是         

              A．核反應(yīng)方程式為He＋H→He＋H

              B．核反應(yīng)生成物的質(zhì)量將大于參加反應(yīng)物的質(zhì)量

              C．“氦3（He）”一個(gè)核子的結(jié)合能大于“氦4（He）”一個(gè)核子的結(jié)合能

              D．“氦3（He）”的原子核與一個(gè)氘核發(fā)生裂變將放出能量

   （2）（10分）如圖所示，質(zhì)量M ＝4 kg的滑板B靜止放在光滑水平面上，其右端固定一根輕質(zhì)彈簧，彈簧的自由端C到滑板左端的距離L＝0．5m，這段滑板與木塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0．2，而彈簧自由端C到彈簧固定端D所對(duì)應(yīng)的滑板上表面光滑．小木塊A 以速度v0＝10 m/s由滑板B左端開始沿滑板B表面向右運(yùn)動(dòng)．已知木塊A的質(zhì)量m＝1kg，g取10 m/s2．

          求：①?gòu)椈杀粔嚎s到最短時(shí)木塊A的速度；

          ②木塊A壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源：專項(xiàng)題 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量m=0.4 kg的可以看做質(zhì)點(diǎn)的滑塊P在水平恒力F的作用下，沿水平面從A點(diǎn)由靜止開始向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)立即撤去力F，滑塊P隨即沖上帶有半徑R=5 cm的光滑圓弧面的滑塊Q�；瑝KQ固定在水平面上，它的圓弧面CD與水平面AB相切于B點(diǎn)。已知A、B的間距L=0.5 m，水平面與滑塊P之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，g取10 m/s2。
(1)若滑塊P恰好能沖到滑塊Q的最高點(diǎn)D，那么滑塊P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度vB為多少？
(2)若力F=1.8 N，那么滑塊P最多能到達(dá)距D點(diǎn)多高的地方？ 在它下落后，滑塊P最終將停在距B點(diǎn)多遠(yuǎn)的地方？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案