如圖所示，固定在地面上的光滑軌道AB、CD，均是半徑為R的圓�。毁|(zhì)量為m、上表面長(zhǎng)也為R的小車靜止在光滑水平面EF上，小車上表面與軌道AB、CD的末端B、C相切．一質(zhì)量為m的物體(大小不計(jì))從軌道AB的A點(diǎn)由靜止下滑，由末端B滑上小車，小車在摩擦力的作用下向右運(yùn)動(dòng)．當(dāng)小車右端與壁CF接觸前的瞬間，物體m恰好滑動(dòng)到小車右端相對(duì)于小車靜止，同時(shí)小車與CF相碰后立即停止運(yùn)動(dòng)但不粘連，物體則繼續(xù)滑上軌道CD.求：

(1)物體滑上軌道CD前的瞬間的速率；

(2)水平面EF的長(zhǎng)度；

(3)當(dāng)物體再?gòu)能壍繡D滑下并滑上小車后，如果小車與壁BE相碰后速度也立即變?yōu)榱�，最后物體m停在小車上的Q點(diǎn)，則Q點(diǎn)距小車右端多遠(yuǎn)？


 解析：(1)設(shè)物體從A滑至B時(shí)速率為v0，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：mgR＝mv02，v0＝，物體與小車相互作用過(guò)程中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，設(shè)共同速度為v1，有mv0＝2mv1，解得物體滑上軌道CD前瞬間的速率：v1＝.

(2)設(shè)二者之間的摩擦力為f，根據(jù)動(dòng)能定理，

對(duì)物體有：－fsEF＝mv12－mv02，

對(duì)小車有：f(sEF－R)＝mv12(或?qū)ο到y(tǒng)根據(jù)能量守恒定律有：fR＝mv02－×2mv12)

得：f＝mg，sEF＝R.

(3)設(shè)物體從CD滑下后與小車達(dá)到相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，共同速度為v2，相對(duì)小車滑行的距離為s1，小車停后物體做勻減速運(yùn)動(dòng)，相對(duì)小車滑行距離為s2，根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒有：mv1＝2mv2

fs1＝mv12－×2mv22

對(duì)物體根據(jù)動(dòng)能定理有：

fs2＝mv22；

解得：s1＝R，s2＝R.

則Q點(diǎn)距小車右端距離：

s＝s1＋s2＝R.

答案：(1)　(2)R　(3)R


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：


如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈接入一電壓為u＝U0sin ωt的交流電源，副線圈接一個(gè)R＝27.5 Ω的負(fù)載電阻．若U0＝220 V，ω＝100π rad/s，則下述結(jié)論正確的是(　　)

A．副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 V   B．副線圈中輸出交流電的周期為 s

C．原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5 A     D．原線圈中的輸入功率為110 W

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


盧瑟福、玻爾、查德威克等科學(xué)家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面做出了卓越的貢獻(xiàn)．請(qǐng)選擇其中的兩位，指出他們的主要成績(jī)．

①__________________________________.

②__________________________________.

   

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


光滑水平地面上停放著甲、乙兩輛相同的平板車，一根輕繩跨過(guò)乙車的定滑輪（不計(jì)定滑輪的質(zhì)量和摩擦），繩的一端與甲車相連，另一端被甲車上的人拉在手中，已知每輛車和人的質(zhì)量均為30kg，兩車間的距離足夠遠(yuǎn)�，F(xiàn)在人用力拉繩，兩車開(kāi)始相向運(yùn)動(dòng)，人與甲車保持相對(duì)靜止，當(dāng)乙車的速度為0.5m/s時(shí)，停止拉繩。求：

①人在拉繩過(guò)程做了多少功？

②若人停止拉繩后，至少以多大速度立即從甲車跳到乙車才能使兩車不發(fā)生碰撞？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


（1）下列說(shuō)法正確的有            （填入正確選項(xiàng)前的字母，選對(duì)1個(gè)給3分，選對(duì)2個(gè)給4分，選對(duì)3個(gè)給6分，每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）。

A．方程式是重核裂變反應(yīng)方程

B．方程式是輕核聚變反應(yīng)方程

C．氫原子光譜是分立的

D．氫原子從基態(tài)躍遷至某激發(fā)態(tài)要吸收特定頻率的光子

E．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率相應(yīng)的波長(zhǎng)為λ0,若用波長(zhǎng)為λ（λ>λ0）的單色光做該實(shí)驗(yàn)，會(huì)產(chǎn)生光電效應(yīng)。

（2）如圖所示，光滑水平面上靜止放置質(zhì)量M = 2kg的長(zhǎng)木板C；離板右端x = 0.72m處?kù)o止放置質(zhì)量mA =1kg的小物塊A，A與C間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ = 0.4；在板右端靜止放置質(zhì)量mB = 1kg的小物塊B，B與C間的摩擦忽略不計(jì)．設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，g = 10m/s2．現(xiàn)在木板上加一水平向右的力F=3N, 到A與B發(fā)生彈性碰撞時(shí)撤去力F。問(wèn)：

①A與B碰撞之前運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是多少？

②若A最終能停在C上，則長(zhǎng)木板C的長(zhǎng)度至少是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，一輕質(zhì)彈簧兩端連著物體A和B，放在光滑的水平面上，物體A被水平速度為v0質(zhì)量為m的子彈擊中，子彈嵌在其中，已知A的質(zhì)量是B的質(zhì)量的，子彈的質(zhì)量是B的質(zhì)量的.求：

 (1)A物體獲得的最大速度；

(2)彈簧壓縮量最大時(shí)B物體的速度；

（3）彈簧的最大彈性勢(shì)能。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


光滑絕緣的水平地面上方有界空間內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，電場(chǎng)寬度為x0，左邊界有一固定的絕緣墻壁，如題9圖所示，質(zhì)量為3m和m的A、B兩小球靜置于地面的同一水平軌道上，電場(chǎng)線與軌道平行，B球處于電場(chǎng)的右邊界處，A球距離墻壁為kx0(0<k<1)，A、B兩球帶正電，電量分別為3q和q；今由靜止同時(shí)釋放兩球，問(wèn)（已知所有碰撞機(jī)械能均不損失，小球電量不轉(zhuǎn)移，忽略兩球的庫(kù)侖力作用）

（1）A球第一次與墻壁碰時(shí)B球的速度大�。�

（2）要使A球第一次向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中就能與B球相碰，求k滿足的條件？

（3）若A球第一次向右運(yùn)動(dòng)到速度為0時(shí)恰與B球相碰，求A、B第一次碰后到第二次碰前兩球的最大間距？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


某小組在探究反沖運(yùn)動(dòng)時(shí)，將質(zhì)量為m1一個(gè)小液化瓶固定在質(zhì)量為m2的小球具船上，利用液化瓶向外噴射氣體做為船的動(dòng)力�，F(xiàn)在整個(gè)裝置靜止放在平靜的水面上，已知打開(kāi)液化汽瓶后向外噴射氣體的對(duì)地速度為v1，如果在△t的時(shí)間內(nèi)向后噴射的氣體的質(zhì)量為△m，忽略水的阻力，則

①噴射出質(zhì)量為△m的液體后，小船的速度是多少？

②噴射出△m液體的過(guò)程中，小船所受氣體的平均作用力的大小是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


兩個(gè)共點(diǎn)力Fl、F2大小不同，它們的合力大小為F，則

A.F1、F2同時(shí)增大一倍，F(xiàn)也增大一倍          B.F1、F2同時(shí)增加10N，F(xiàn)也增加10N

C.F1增加10N，F(xiàn)2減少10N，F(xiàn)一定不變        D.若F1、F2中的一個(gè)增大，F(xiàn)不一定增大

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