【題目】如圖所示,水平面上固定一傾角為37°的足夠長(zhǎng)斜面,有一質(zhì)量M=1 kg的木板以v0=3 m/s的速度沿斜面勻速下滑,F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.5 kg的小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))輕輕地放到木板中央,最后木塊剛好沒(méi)有從木板上滑出來(lái)。已知木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.5,取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2

(1)證明木塊與木板組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,并求兩者最終的共同速度v的大小;

(2)求木板的長(zhǎng)度L;

(3)求從木塊放到木板上到兩者相對(duì)靜止過(guò)程系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q。

【答案】(1) 2 m/s (2)0.6 m (3)5.1 J

【解析】(1)設(shè)木板與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,則有Mgsin37°=μ2Mgcos37°

解得μ2=0.75

當(dāng)木塊放到木板上后,整體沿斜面方向所受的合外力F=(M+m)gsin37°–μ2(M+m)gcos37°=0

木塊與木板系統(tǒng)所受合外力為零,動(dòng)量守恒

由動(dòng)量守恒定律有Mv0=(M+m)v

解得v=2 m/s

(2)木塊放到木板上后所受木板對(duì)它的滑動(dòng)摩擦力方向向下,由牛頓第二定律,可得其加速度

a1=gsin 37°+μ1gcos 37°=10 m/s2

從木塊放到木板上到兩者相對(duì)靜止所用的時(shí)間t==0.2 s

此過(guò)程中木塊的位移x1==0.2 m

木板的位移x2==0.5 m

所以木板的長(zhǎng)度L=2(x2x1)=0.6 m

(3)從木塊放到木板上到兩者相對(duì)靜止過(guò)程中

木塊與木板間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q1=μ1mgcos 37°·=0.6 J

木板與斜面間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q2=μ2(M+m)gcos 37°·x2=4.5 J

所以該過(guò)程系統(tǒng)產(chǎn)生的總熱量Q=Q1+Q2=5.1 J

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于近代物理的相關(guān)知識(shí),下列說(shuō)法正確的是  

A. 根據(jù)玻爾原子理論,氫原子的核外電子由能量較高的定態(tài)軌道躍遷到能量較低的定態(tài)軌道時(shí),會(huì)輻射一定頻率的光子,同時(shí)核外電子的動(dòng)能變小

B. 湯姆孫根據(jù)氣體放電管實(shí)驗(yàn)斷定陰極射線是帶負(fù)電的粒子流,并求出了這種粒子的比荷

C. 玻爾大膽提出假設(shè),認(rèn)為實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性

D. 玻爾將量子觀念引入原子領(lǐng)域,成功地解釋了所有原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】木塊A、B分別重50N和30N,它們與水平地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2與A、B相連接的輕彈簧被壓縮了5 cm,系統(tǒng)置于水平地面上靜止不動(dòng).已知彈簧的勁度系數(shù)為100 N/m.用F =1N的水平力作用在木塊A上,如圖所示,力F作用后(

A.木塊A所受摩擦力大小是4 N,方向向右

B.木塊A所受摩擦力大小是9 N,方向向右

C.木塊B所受摩擦力大小是4 N,方向向左

D.木塊B所受摩擦力大小為6 N,方向向左

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】小物塊位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平地面上,如圖所示。從地面上看,在小物塊沿斜面下滑的過(guò)程中,斜面對(duì)小物塊的作用力(  )

A. 垂直于接觸面,做功為零

B. 垂直于接觸面,做功不為零

C. 不垂直于接觸面,做功為零

D. 不垂直于接觸面,做功不為零

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示 ,物體在水平桌面上,當(dāng)對(duì)它施加圖A的拉力F,使它由靜止發(fā)生位移s,與對(duì)它施加圖B的推力F,使它由靜止發(fā)生位移s,F(xiàn)與水平方向夾角均為α,則關(guān)于做功的下述說(shuō)法中正確的是( )

A. BF做功多

B. A、BF做功相同

C. B中克服摩擦力做功多

D. A、B中克服摩擦力做功相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,水平傳送帶以2m/s的速度勻速運(yùn)行,將一質(zhì)量為2kg的工件沿豎直向下的方向輕放在傳送帶上,如工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,則放手后,工件在5s內(nèi)的位移是多少?摩擦力對(duì)工件做功為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】長(zhǎng)為L的導(dǎo)體棒原來(lái)不帶電,現(xiàn)將一帶電量為+q的點(diǎn)電荷放在距棒左端R處,如圖所示.當(dāng)棒達(dá)到靜電平衡后,棒上感應(yīng)電荷在棒內(nèi)中點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小等于_____,方向?yàn)?/span>_____

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,用一段繩子把輕質(zhì)滑輪吊裝在A點(diǎn),一根輕繩跨過(guò)滑輪,繩的一端拴在井中的水桶上,人用力拉繩的另一端,滑輪中心為O點(diǎn),人所拉繩子與OA的夾角為β,拉水桶的繩子與OA的夾角為α。人拉繩沿水平面向左運(yùn)動(dòng),把井中質(zhì)量為m的水桶勻速提上來(lái),人的質(zhì)量為M,重力加速度為g,在此過(guò)程中,以下說(shuō)法正確的是(  )

A. α始終等于β

B. 吊裝滑輪的繩子上的拉力逐漸變大

C. 地面對(duì)人的摩擦力逐漸變大

D. 地面對(duì)人的支持力逐漸變大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】(1)在做研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng),通過(guò)描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡,下面列出了一些操作要求,將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上________

A.通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平

B.每次釋放小球的位置必須不同

C.每次必須由靜止釋放小球

D.記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴(yán)格地等距離下降

E.小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸

F.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點(diǎn)連成折線

(2)作出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡后,為算出其初速度,實(shí)驗(yàn)中需測(cè)量的數(shù)據(jù)有________________.其初速度的表達(dá)式為v0________.

(3)某學(xué)生在做研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,忘記記下小球做平拋運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)位置OA為物體運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后的位置,如圖所示,求出物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為(g10m/s2) ______

A.1.0m/s      B.10m/s

C.2.0m/s D.20m/s

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