如圖所示，質(zhì)量M="1.5" kg的小車靜止于光滑水平面上并靠近固定在水平面上的桌子右邊，其上表面與水平桌面相平，小車的左端放有一質(zhì)量為0.5 kg的滑塊Q。水平放置的輕彈簧左端固定，質(zhì)量為0.5 kg的小物塊P置于桌面上的A點并與彈簧的右端接觸，此時彈簧處于原長�，F(xiàn)用水平向左的推力將P緩慢推至B點（彈簧仍在彈性限度內(nèi)）時，推力做的功為WF="4" J，撤去推力后，P沿光滑的桌面滑到小車左端并與Q發(fā)生彈性碰撞，最后Q恰好沒從小車上滑下。已知Q與小車表面間動摩擦因數(shù)。（g="10" m/s2）

（1）Q剛在小車上滑行時的初速度v0 ；
（2）小車的長度至少為多少才能保證滑塊Q不掉下？

（1）　　（2）6m

解析試題分析：（1）用水平向左的推力緩慢壓縮彈簧，彈簧獲得的彈性勢能等于推力做的功．即：彈簧的彈性勢能．
當(dāng)彈簧完全推開物塊P時彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為物塊P的動能，有： 解得，
P、Q之間發(fā)生彈性碰撞時，動量守恒，機械能也守恒，于是有：， ， （2分）
根據(jù)以上兩式解得： （1分）
（2）滑塊Q在小車上滑行，做勻減速運動，根據(jù)牛頓第二定律得

解得：  
小車開始做初速度為零的勻加速運動，根據(jù)牛頓第二定律得
　　　　解得： 
小車和滑塊達(dá)到相等速度時不掉下來就不會掉下來，此過程滑塊Q相對小車滑行的位移大小等于車子的最小長度L．設(shè)兩者達(dá)到共同速度的時間為t，根據(jù)運動學(xué)公式有：　
　　　　 解得：
 　解得：
故小車的最小長度為6m．
考點：本題考查考生對功能關(guān)系、動量守恒定律、機械能守恒定律、牛頓第二定律的理解和應(yīng)用．意在考查考生應(yīng)用動量觀點和能量觀點解決碰撞問題的能力．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）某同學(xué)為了測定木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)，他用測速儀研究木塊在斜面上的運動情況，裝置如圖甲所示。他使木塊以初速度v0=4m/s的速度沿傾角的斜面上滑，緊接著下滑至出發(fā)點，并同時開始記錄數(shù)據(jù)，結(jié)果電腦只繪出了木塊從開始上滑至最高點的v-t圖線如圖乙所示。g取10m/s2。求：

（1）上滑過程中的加速度的大小a1；
（2）木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ；
（3）木塊回到出發(fā)點時的速度大小v。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖甲所示，電荷量為q =1×10－4C的帶正電的小物塊置于絕緣水平面上，所在空間存在方向沿水平向右的電場，電場強度E的大小與時間的關(guān)系如圖乙所示，物塊運動速度與時間t的關(guān)系如圖丙所示，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）前2秒內(nèi)電場力做的功。（4分）
（2）物塊的質(zhì)量. （3分）
（3）物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)（3分）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（17分）如圖所示，長12m質(zhì)量為50kg的木板右端有一立柱．木板置于水平地面上，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為0.1，質(zhì)量為50kg的人立于木板左端，木板與人均靜止，當(dāng)人以4m/s2的加速度勻加速向右奔跑至板的右端時，立刻抱住立柱，(取g=10m/s2)試求：

(1)人在奔跑過程中受到的摩擦力的大小．
(2)人在奔跑過程中木板的加速度．
(3)人從開始奔跑至到達(dá)木板右端所經(jīng)歷的時間．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）航天宇航員在月球表面完成了如下實驗：如圖所示，在月球表面固定一豎直光滑圓形軌道，在軌道內(nèi)的最低點，放一可視為質(zhì)點的小球，當(dāng)給小球水平初速度v0時，小球剛好能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運動。已知圓形軌道半徑為r，月球的半徑為R。求：

（1）月球表面的重力加速度g；
（2）軌道半徑為2R的環(huán)月衛(wèi)星周期T。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分) 如圖所示，一條軌道固定在豎直平面內(nèi)，ab段水平且粗糙，動摩擦因數(shù)為μ．bcde段光滑，cde段是以O(shè)為圓心、半徑為R的一小段圓弧．可視為質(zhì)點的物塊A和B緊靠在一起，靜止于b處，A的質(zhì)量是B的3倍．兩物體在足夠大的內(nèi)力作用下突然分離，分別沿軌道向左、右運動．B到d點時速度沿水平方向，此時軌道對B的支持力大小等于B所受重力的3/4，重力加速度g，
求：（1）物塊B在d點的速度大小；
（2）分離后B的速度；
（3）分離后A在ab段滑行的距離．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，一輛汽車以V0=15m/s的速率通過一座拱橋的橋頂時，汽車對橋面的壓力等于車重的一半。取g =10m/s2,求：

（1）這座拱橋的半徑R；
（2）若要使汽車過橋頂時對橋面恰無壓力，則汽車過橋頂時的速度V的大小．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖甲所示，質(zhì)量為m="1" kg的物體置于傾角為θ=37°的固定斜面上（斜面足夠長），對物體施一平行于斜面向上的拉力F，t="2" s時撤去拉力，物體運動的部分v-t圖象如圖乙所示（g取10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

求：①拉力F的大小  ②4 s末物體的速度v

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（8分）如圖所示，水平地面上放置一個質(zhì)量為m的物體，在與水平方向成θ角、斜向右上方的拉力F的作用下沿水平地面運動。物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。求：

（1）若物體在拉力F的作用下能始終沿水平面向右運動，拉力F的大小范圍；
（2）已知m＝10 kg、μ＝0.5，g＝10 m/s2，若物體以恒定加速度a＝5 m/s2向右做勻加速直線運動，維持這一加速度的拉力F的最小值。

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