【題目】如圖所示,質(zhì)量為20kg的平板小車的左端放有質(zhì)量為10kg的小鐵塊,它與車之間的動摩擦因數(shù)為0.5.開始時,車以速度6m/s向左在光滑的水平面上運動,鐵塊以速度6m/s向右運動,小車足夠長.(g=10m/s2) 求:
(1)小車與鐵塊共同運動的速度大小和方向.
(2)系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能是多少?
(3)小鐵塊在小車上滑動的時間.
【答案】
(1)解:以車和鐵塊組成的系統(tǒng)為研究對象,系統(tǒng)所受的合力為零.取向右方向為正方向,由動量守恒定律得:
mv1﹣Mv2=(M+m)v
得:v= = m/s=﹣2m/s,負號表示方向向左.
答:小車與鐵塊共同運動的速度大小為2m/s,方向是向左.
(2)解:鐵塊滑上平板車后,系統(tǒng)的動能減小轉化為內(nèi)能,根據(jù)能量守恒定律得:
Q= + ﹣
代入解得:Q= ×10×62+ ×20×62﹣ ×(10+20)×22=480(J)
答:系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能是480J.
(3)解:以小車為研究對象,取向左為正方向,根據(jù)動量定理得:
﹣μmgt=Mv﹣Mv2;
得:t= = s=1.6s
答:小鐵塊在小車上滑動的時間是1.6s.
【解析】(1)對車和鐵塊組成的系統(tǒng)為研究對象,系統(tǒng)所受的合力為零,動量守恒,即可求出小車與鐵塊共同運動的速度.(2)根據(jù)能量守恒定律求出系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能Q.(3)對小車或鐵塊為研究對象,根據(jù)動量定理求解時間.
【考點精析】本題主要考查了功能關系和動量定理的相關知識點,需要掌握當只有重力(或彈簧彈力)做功時,物體的機械能守恒;重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機械能的變化:W F =E 2 -E 1;動量定理的研究對象可以是單個物體,也可以是物體系統(tǒng).對物體系統(tǒng),只需分析系統(tǒng)受的外力,不必考慮系統(tǒng)內(nèi)力.系統(tǒng)內(nèi)力的作用不改變整個系統(tǒng)的總動量;動量定理不僅適用于恒定的力,也適用于隨時間變化的力.對于變力,動量定理中的力F應當理解為變力在作用時間內(nèi)的平均值才能正確解答此題.
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【題目】如圖所示,斜面的傾角為θ,質(zhì)量為m的物體在沿斜面上的拉力F作用下,沿放在水平地面上的質(zhì)量為M的粗糙斜面勻速上滑,此過程中斜面體保持靜止,則下列說法正確的是( )
A. 地面對斜面的摩擦力不為零
B. 地面對斜面的支持力小于(M+m)g
C. 斜面對物體的摩擦力大小等于F
D. 斜面對物體的作用力大小為mg,方向豎直向上
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【題目】質(zhì)量為m的人在質(zhì)量為M的小車上從左端走到右端,如圖所示,當車與地面摩擦不計時,那么( )
A.人在車上行走,若人相對車突然停止,則車也突然停止
B.人在車上行走的平均速度越大,則車在地面上移動的距離也越大
C.人在車上行走的平均速度越小,則車在地面上移動的距離就越大
D.不管人以什么樣的平均速度行走,車在地面上移動的距離相同
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【題目】某質(zhì)點做簡諧運動,其位移隨時間變化的關系式為x=Asin ,則質(zhì)點( )
A.第1s末與第3s末的位移相同
B.第1s末與第3s末的速度相同
C.3s末至5s末的位移方向都相同
D.3s末至5s末的速度方向都相同
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【題目】彈簧振子以O點為平衡位置,在B、C兩點間做簡諧運動,在t=0時刻,振子從O、B間的P點以速度V向B點運動;在t=0.20s時,振子速度第一次變?yōu)椹乂;在t=0.50s時,振子速度第二次變?yōu)椹乂.
(1)求彈簧振子振動周期T.
(2)若B、C之間的距離為25cm,求振子在4.00s內(nèi)通過的路程.
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【題目】兩轎車迎面相撞,相撞時兩車的速度均為30m/s,相撞的時間為0.02s,那么車內(nèi)質(zhì)量為70kg的人受到的平均撞擊力大小為( )
A.1.050×105N
B.2.100×105N
C.1.575×106N
D.3.150×106N
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【題目】量子通訊衛(wèi)星是一種傳輸高效的通信衛(wèi)星,徹底杜絕間諜竊聽及破解的保密通信技術,具有很強的抗衡外國的網(wǎng)絡攻擊與防御能力,2016年8月16日,我國首顆量子衛(wèi)星(“墨子號”)成功升空,運行在高度約500km的圓形軌道上,下列說法正確的是( )
A.量子衛(wèi)星的軌道平面可能與北京同緯度的軌道平面重合
B.量子衛(wèi)星運行的周期比同步衛(wèi)星的運行周期大
C.量子衛(wèi)星運行的線速度比同步衛(wèi)星運行的線速度小
D.量子衛(wèi)星運行的向心加速度比同步衛(wèi)星運行的向心加速度大
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【題目】如圖所示,物體P、Q經(jīng)無摩擦的定滑輪用細繩連在一起,此時Q豎直勻速上升,P物體在水平力F作用下沿水平粗糙地面向右運動,則下列說法正確的是
A. P做減速運動
B. 細繩對P的作用力逐漸增大
C. P所受摩擦力逐漸增大
D. 細繩對滑輪的作用力大小不變
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【題目】在驗證牛頓第二定律的實驗中:
某組同學用如圖(甲)所示裝置,采用控制變量的方法,來研究小車質(zhì)量不變的情況下,小車的加速度與小車受到的力的關系,下列措施中不需要和不正確的是______
①首先要平衡摩擦力,使小車受到的合力就是細繩對小車的拉力
②平衡摩擦力的方法就是,在塑料小桶中添加砝碼,使小車能勻速滑動
③每次改變拉小車的拉力后都需要重新平衡摩擦力
④實驗中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力
⑤實驗中應先放小車,然后再開打點計時器的電源
A.①③⑤ B.②③⑤ C.③④⑤ D.②④⑤
某組同學實驗得出數(shù)據(jù),畫出a-F圖如圖(乙)所示,那么該組同學實驗中出現(xiàn)的問題可能是______
A.實驗中平衡摩擦力時長木板墊起的角度太小
B.實驗中平衡摩擦力時長木板墊起的角度太大
C.實驗中繩子拉力方向沒有跟平板平行
D.實驗中不滿足“砂桶和砂的總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量”的條件
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