【題目】如圖所示,在水平地板上放置一個足夠長的木板M,在木板M的左端置有滑塊N,左側(cè)邊緣對齊,滑塊N與木板M間的動摩擦因數(shù)為,木板M與地板間的動摩擦因數(shù)為。在滑塊N的左側(cè)邊緣的正上方的O點系一長度為R的細線,細線另一端系一小球,拿起小球拉直細線并與水平方向成θ=30°角,然后將小球由靜止釋放,小球運動到O點正下方時與滑塊N發(fā)生碰撞并粘在一起,此瞬間細線斷裂,已知小球的質(zhì)量為m,滑塊N與木板M的質(zhì)量分別為3m、4m,不計細線質(zhì)量,小球與滑塊N均可視為質(zhì)點,重力加速度為g,求∶

(1)小球與滑塊N碰撞前的速度大。

(2)木板M在地板上運動的距離。

【答案】(1)(2)

【解析】

(1)小球釋放后先豎直下落,細線張緊后做圓周運動,如圖所示

小球豎直下落過程中,由機械能守恒定律有

解得

細線張緊后,小球沿半徑方向的速度減為0,沿圓弧切線方向的速度

此后小球做圓周運動,從細線張緊到與滑塊碰撞前,由機械能守恒定律有

解得

(2)小球與滑塊碰撞過程滿足動量守恒,有

碰后滑塊和小球在木板上做勻減速直線運動,根據(jù)牛頓第二定律得

滑塊和小球的加速度

木板在摩擦力作用下向右做勻加速直線運動,根據(jù)牛頓第二定律得

木板的加速度

設(shè)經(jīng)時間,滑塊與木板的速度大小均為,根據(jù)題意和運動學公式則有

聯(lián)立解得

滑塊與木板共速后向右做勻減速直線運動直至靜止,運動時的加速度大小為

所以木板在地板上運動的距離

練習冊系列答案
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【題目】一物塊由O點下落,到A點時與直立于地面的輕彈簧接觸,到B點時速度達到最大,到C點時速度減為零,然后被彈回.物塊在運動過程中受到的空氣阻力大小不變,彈簧始終在彈性限度內(nèi),則物塊(  )

A.A下降到B的過程中,合力先變小后變大

B.A下降到C的過程中,加速度先增大后減小

C.C上升到B的過程中,動能先增大后減小

D.C上升到B的過程中,系統(tǒng)的重力勢能與彈性勢能之和不斷增加

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A. 繩子拉力不變B. 繩子拉力減小

C. AB桿受力增大D. AB桿受力不變

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【題目】如圖所示,質(zhì)量M=0.6kg的滑板靜止在光滑水平面上,其左端C距鎖定裝置D的水平距離l=0.5m,滑板的上表面由粗糙水平面和光滑圓弧面在B點平滑連接而成,粗糙水平面長L=4m,圓弧的半徑R=0.3m.現(xiàn)讓一質(zhì)量m=0.3kg,可視為質(zhì)點的小滑塊以大小方向水平向左的初速度滑上滑板的右端A.若滑板到達D處即被鎖定,滑塊返回B點時裝置D即刻解鎖,已知滑塊與滑板間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g=10m/s2.求:

(1)滑板到達D處前瞬間的速率;

(2)滑塊到達最大高度時與圓弧頂點P的距離;

(3)滑塊與滑板間摩擦產(chǎn)生的總熱量;

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【題目】宇宙中存在一些離其他恒星較遠的四顆星組成的系統(tǒng),通?珊雎云渌求w對它們的引力作用。天眼在觀察中發(fā)現(xiàn)三顆質(zhì)量均為m的星球AB、C恰構(gòu)成一個邊長為L的正三角形,在它們的中心O處還有一顆質(zhì)量為3m的星球,如圖所示。已知引力常量為G,四個星球的密度相同,每個星球的半徑均遠小于L。對于此系統(tǒng),若忽略星球自轉(zhuǎn),則下列說法正確的是( 。

A.A、B、C三顆星球的線速度大小均為

B.AB、C三顆星球的加速度大小均為

C.星球A和中心O處的星球表面的重力加速度之比為12

D.O處的星球被均分到A、B、C三顆星球上,AB、C三顆星球仍按原軌道運動,則A、B、C三顆星球運動的周期將變大

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【題目】生活中常見的手機支架,其表面采用了納米微吸材料,用手觸碰無粘感,接觸到平整光滑的硬性物體時,會牢牢吸附在物體上。如圖是一款放置在高鐵水平桌面上的手機支架,支架能夠吸附手機,小明有一次搭乘高鐵時將手機放在該支架上看電影,若手機受到的重力為,手機所在平面與水平面間的夾角為,則下列說法正確的是( 。

A.當高鐵未啟動時,支架對手機的作用力大小等于

B.當高鐵未啟動時,支架受到桌面的摩擦力方向與高鐵前進方向相反

C.高鐵勻速行駛時,手機可能受到5個力作用

D.高鐵減速行駛時,手機可能受到3個力作用

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【題目】某興趣小組在實驗室用圓錐擺演示儀來測定當?shù)氐闹亓铀俣取D甲是演示儀的簡化示意圖,細線下面懸掛一個小鋼球(直徑忽略不計),細線上端固定在電動機轉(zhuǎn)盤上,利用電動機帶動鋼球做圓錐擺運動。用轉(zhuǎn)速測定儀測定電動機的轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)刻度板的位置,使刻度板水平且恰好與小鋼球接觸,但無相互作用力,用豎直放置的刻度尺測定細線懸點到刻度板的豎直距離,不計懸點到轉(zhuǎn)軸間的距離。

(1)開動轉(zhuǎn)軸上的電動機,讓擺球轉(zhuǎn)動起來形成圓錐擺。調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,當越大時,__________(選填“大”或“小”)。

(2)圖乙為某次實驗中的測量結(jié)果,其示數(shù)為__________cm

(3)用直接測量的物理量的符號表示重力加速度,其表達式為__________。

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【題目】如圖,ab兩單色光,以適當?shù)慕嵌认虬雸A形玻璃磚射入真空,出射光線都從圓心O沿Oc方向射出,則下列說法正確的是( 。

A.a光的頻率比b光的頻率小

B.a光的全反射臨界角比b光的全反射臨界角小

C.分別通過同一雙縫干涉裝置,a光比b光的相鄰亮條紋間距大

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A.環(huán)M中的感應(yīng)電流沿逆時針方向,所受的安培力指向圓心向里,環(huán)M有收縮的趨勢

B.環(huán)M中的感應(yīng)電流沿順時針方向,所受的安培力背離圓心向外,環(huán)M有擴張的趨勢

C.環(huán)N中的感應(yīng)電流沿順時針方向,所受的安培力指向圓心向里,環(huán)N有收縮的趨勢

D.環(huán)N中的感應(yīng)電流沿逆時針方向,所受的安培力背離圓心向外,環(huán)N有擴張的趨勢

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