【題目】在光滑的水平面上,有一質(zhì)量M=2kg的平板車,其右端固定一擋板,擋板上固定一根輕質(zhì)彈簧,在平板車左端P處有一可以視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊,其質(zhì)量m=2kg。平板車表面上Q處的左側(cè)粗糙,右側(cè)光滑,且PQ間的距離L=2m,如下圖所示。某時(shí)刻平板車以速度v1=1m/s向左滑行,同時(shí)小滑塊以速度v2=5m/s向右滑行。一段時(shí)間后,小滑塊與平板車達(dá)到相對(duì)靜止,此時(shí)小滑塊與Q點(diǎn)相距。(g取10m/s2

(1)求當(dāng)二者處于相對(duì)靜止時(shí)的速度大小和方向;

(2)求小滑塊與平板車的粗糙面之間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(3)若在二者共同運(yùn)動(dòng)方向的前方有一豎直障礙物(圖中未畫出),平板車與它碰后以原速率反彈,碰撞時(shí)間極短,且碰后立即撤去該障礙物,求小滑塊最終停在平板車上的位置。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

【答案】(1)2m/s,水平向右;(2)0.60或0.36;(3)0.17m

【解析】

(1)M、m作為系統(tǒng),當(dāng)二者處于相對(duì)靜止時(shí)二者的速度是相等的,由動(dòng)量守恒定律列出等式求解;

(2)對(duì)A、B組成的系統(tǒng),由能量守恒列出等式求解動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

(3)木板A與障礙物發(fā)生碰撞后以原速率反彈,當(dāng)A、B再次處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),兩者的共同速度A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒、能量守恒列出等式求解。

(1)設(shè)M、m共同速度為v,定水平向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:

mvB-MvA=(M+m)v…①

…②

(2) 本題有兩種可能

①如果小滑塊尚未越過Q點(diǎn)就與平板車達(dá)到相對(duì)靜止,對(duì)A、B組成的系統(tǒng),由能量守恒有:

…③

代入數(shù)據(jù)得:μ=0.6

②如果小滑塊越過Q點(diǎn)與彈簧相互作用后,再返回與平板車達(dá)到相對(duì)靜止,有:

解得:μ′=0.36

(3) 木板A與障礙物發(fā)生碰撞后以原速率反彈,假設(shè)B向右滑行并與彈簧發(fā)生相互作用,

當(dāng)A、B再次處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),兩者的共同速度為u,在此過程中,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒、能量守恒。由能量守恒定律得:

mv-Mv=(M+m)u…④

代入數(shù)據(jù)可得:u=0

設(shè)B相對(duì)A的路程為S,由能量守恒得:

…⑤

代入數(shù)據(jù)得:

由于

所以B滑過Q點(diǎn)并與彈簧相互作用,然后相對(duì)A向左滑動(dòng)到Q點(diǎn)左邊,

設(shè)離Q點(diǎn)距離為s1有:

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑的水平面上有一帶半圓形光滑弧面的小車,質(zhì)量為M,圓弧半徑為R,從距車上表面高為H處?kù)o止釋放一質(zhì)量為m的小球,它剛好沿圓弧切線從A點(diǎn)落入小車,求

(1)小球到達(dá)車底B點(diǎn)時(shí)小車的速度和此過程中小車的位移;

(2)小球到達(dá)小車右邊緣C點(diǎn)處,小球的速度。

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【題目】幾個(gè)水球可以擋住子彈?《國(guó)家地理頻道》實(shí)驗(yàn)證實(shí):四個(gè)水球就足夠!四個(gè)完全相同的水球緊挨在一起水平排列,子彈在水球中沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)。恰好能穿出第四個(gè)水球,則可以判定(

A. 子彈在每個(gè)水球中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同

B. 由題干信息可以確定子彈穿過每個(gè)水球的時(shí)間比

C. 子彈在每個(gè)水球中速度變化相同

D. 子彈穿出第三個(gè)水球的瞬時(shí)速度與全程的平均速度相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為30°的光滑斜面固定在水平面上,勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在斜面底端的擋板上,另一端與質(zhì)量為m的物塊A連接,A靜止于P點(diǎn),F(xiàn)對(duì)A施加一方向平行于斜面向上、大小F =mg的恒定拉力,使A向上運(yùn)動(dòng)。若運(yùn)動(dòng)過程中彈簧形變未超過彈性限度,重力加速度為g,則下列說法正確的是

A. 剛施加拉力F時(shí),A的加速度大小為g

B. 速度最大時(shí),AP點(diǎn)的距離為mg/k

C. A上升到最高點(diǎn)的過程中,A和彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能一直增大

D. A上升到最高點(diǎn)的過程中,A的機(jī)械能先減小后增加

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【題目】2018年8月28日11點(diǎn)16分,首都航空J(rèn)D5759航班突發(fā)意外在深圳寶安機(jī)場(chǎng)成功迫降,機(jī)上人員沒有傷亡。飛機(jī)緊急著陸后,打開緊急出口,狹長(zhǎng)的氣囊會(huì)自動(dòng)充氣,生成一條連接出口與地面的斜面,人員可沿斜面滑行到地面上,并以不變速率進(jìn)入水平面,在水平面上再滑行一段距離而停止,如圖所示。氣囊構(gòu)成的斜面長(zhǎng)度為L,氣囊與水平面的夾角為θ。若質(zhì)量為m的人與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2。重力加速度為g 。求:

(1)人到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大;

(2)人在水平面滑行的距離;

(3)此過程中人克服摩擦阻力做的功。

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【題目】探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,某次實(shí)驗(yàn)中在坐標(biāo)紙上描出了a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)。

(1)在安裝實(shí)驗(yàn)裝置的過程中,斜槽末端的切線必須是水平的,這樣做的目的是_______

A.保證小球飛出時(shí),速度既不太大,也不太小

B.保證小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間每次都相等

C.保證小球飛出時(shí),初速度沿水平方向

D.保證小球運(yùn)動(dòng)的軌道是一條拋物線

(2)已知圖中小方格的邊長(zhǎng)為L,小球平拋的初速度為v= ___(用L、g表示)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(題文)如圖所示,光滑水平面上依次靜止放置小物塊CA以及光滑曲劈B,A、BC的質(zhì)量分別為2m、2mm,劈B的曲面下端與水平面相切,且劈B足夠高,現(xiàn)讓小物塊C以水平速度v0向右運(yùn)動(dòng),與A發(fā)生彈性碰撞,碰撞后小物塊A又滑上劈B。已知重力加速度g.

:

(1)CA碰后的速度分別是多少?

(2)物塊AB上能夠達(dá)到的最大高度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,兩個(gè)彈簧的質(zhì)量不計(jì),勁度系數(shù)分別為k1、k2,它們一端固定在質(zhì)量為m的物體上,另一端分別固定在Q、P,當(dāng)物體平衡時(shí)上面的彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)。若把固定的物體換為質(zhì)量為M的物體(彈簧的長(zhǎng)度不變,且彈簧均在彈性限度內(nèi)),當(dāng)物體再次平衡時(shí),物體比第一次平衡時(shí)的位置下降了x,則x多少?

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【題目】如圖所示,作用于O點(diǎn)的三個(gè)力合力為零,沿軸負(fù)方向,大小已知.軸正方向夾角為大小未知。則下列說法正確的是

A. 一定指向第二象限

B. 有可能指向第三象限

C. 的夾角越小,的合力越大

D. 的合力的最小值可能為

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