15.如圖,質(zhì)量為M=2.0kg的小車靜止在光滑的水平面上,小車BC段是半徑為R=0.40m的四分之一圓弧光滑軌道,AB段是長為L=1.9m的水平粗糙軌道,其動摩擦因數(shù)為μ=0.5,兩段軌道相切于B點.一質(zhì)量為m=0.50kg的小滑塊(可視為質(zhì)點)從A點以v0=6.0m/s水平向左的速度沖上小車.忽略空氣阻力,重力加速度取g=10m/s2.求小滑塊相對B點能上升的最大高度是多少?

分析 滑塊與小車相互作用的過程中,水平方向的動量守恒,由動量守恒定律求出二者的共同速度,再結(jié)合功能關(guān)系即可求出.

解答 解:小滑塊相對B點上升的最大高度時,物塊與小車具有相等的水平速度.小滑塊從B運動到最高點的過程中,選取向左為正方向,根據(jù)動量守恒定律
mv0=(m+M)v
根據(jù)能量守恒定律
$\frac{1}{2}$mv02=$\frac{1}{2}$(m+M)v2+mgh+μmgL
得h=0.49m
答:小滑塊相對B點能上升的最大高度是0.49m.

點評 該題考查水平方向的動量守恒定律,要注意滑塊雖然在豎直方向也有一定的位移,但滑塊與小車組成的系統(tǒng)在水平方向的動量守恒.

練習(xí)冊系列答案
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A.物體A的質(zhì)量為$\frac{\sqrt{2}}{2}$m
B.物體A受到的摩擦力一直增大
C.地面對斜面體的摩擦力水平向左并逐漸減小
D.斜面體對地面的壓力逐漸減小

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3.如圖所示,三個橫截面完全相同的圓木材A、B、C按圖示方法放在水平面上,它們均處于靜止?fàn)顟B(tài),則下列說法正確的是( 。
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B.B、C對A的作用力的合力方向一定豎直向上
C.B與C之間一定存在彈力
D.如果水平面光滑,它們也能保持圖示的平衡

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10.宇航員站在某一星球上,將一個小球距離星球表面h高度處由靜止釋放使其做自由落體運動,經(jīng)過t時間后小球到達(dá)星球表面,已知該星球的半徑為R,引力常量為G,則下列選項正確的是( 。
A.該星球的質(zhì)量為$\frac{2h{R}^{2}}{G{t}^{2}}$
B.該星球表面的重力加速度為$\frac{h}{2{t}^{2}}$
C.該星球表面的第一宇宙速度為$\frac{2hR}{{t}^{2}}$
D.通過以上數(shù)據(jù)無法確定該星球的密度

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20.半徑為R的水平圓臺可繞通過圓心O的豎直光滑細(xì)軸CC′轉(zhuǎn)動,如圖所示.圓臺上沿相互垂直的兩個半徑方向刻有槽,質(zhì)量為mA的物體A放在一個槽內(nèi),A與槽底間的靜摩擦因數(shù)為μ0,質(zhì)量為mB的物體B放在另一個槽內(nèi),此槽是光滑的.AB間用一長為l(l<R)且不可伸長的輕繩繞過細(xì)軸相連.設(shè)物體A與槽的側(cè)面之間沒有作用力,試求:
(1)當(dāng)圓臺做勻角速轉(zhuǎn)動,A物體與圓盤之間剛好沒有摩擦力且A、B兩物體相對圓臺不動時,則A到圓心的距離x為多大?此時的轉(zhuǎn)動角速度ω應(yīng)為多大?
(2)當(dāng)圓臺做勻角速轉(zhuǎn)動,A、B兩物體相對圓臺不動且A物體與圓臺有摩擦?xí)r轉(zhuǎn)動角速度ω和A到圓心的距離x所應(yīng)滿足的條件.

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7.下列說法正確的是( 。
A.太陽輻射能量與目前采用核電站發(fā)電的能量均來自核聚變反應(yīng)
B.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
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4.從空間某點以大小不同的速率沿同一水平方向射出若干小球,不計空氣阻力.則它們的動能增大到初動能的2倍時的位置處于( 。
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