如圖所示，質(zhì)量M=1.5kg的小車靜止于光滑水平面上并緊靠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0.5kg的滑塊Q．水平放置的輕彈簧左端固定，質(zhì)量為0.5kg的小物塊P置于光滑桌面上的A點(diǎn)并與彈簧的右端接觸，此時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)．現(xiàn)用水平向左的推力F將P緩慢推至B點(diǎn)（彈簧仍在彈性限度內(nèi)），推力做功WF=4J，撤去F后，P沿桌面滑到小車左端并與Q發(fā)生彈性碰撞，最后Q恰好沒(méi)從小車上滑下．已知Q與小車表面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1．（g=10m/s2）求：

（1）P剛要與Q碰撞前的速度是多少？

（2）Q剛在小車上滑行時(shí)的初速度v0是多少？

（3）為保證Q不從小車上滑下，小車的長(zhǎng)度至少為多少？


解：

（1）推力F通過(guò)P壓縮彈簧做功，根據(jù)功能關(guān)系有：

  ①  （1分）

當(dāng)彈簧完全推開(kāi)物塊P時(shí)，有： ②  （2分）  

由①②式聯(lián)立解得：  （1分）

（2）P、Q之間發(fā)生彈性碰撞，設(shè)碰撞后Q的速度為，P的速度為，由動(dòng)量守恒和能量守恒得：

③  （2分）

 ④ （2分）

由③④式解得，  （1分）

（3）設(shè)滑塊Q在小車上滑行一段時(shí)間后兩者的共同速度為u，由動(dòng)量守恒可得：

 ⑤（4分）

根據(jù)能量守恒，系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱：

 ⑥（4分）

聯(lián)立⑤⑥解得：（1分）

（3）解法二：滑塊Q在小車上滑行，做勻減速運(yùn)動(dòng)，由牛頓運(yùn)動(dòng)定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)可得：

  ⑤（2分）

小車開(kāi)始做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng) ⑥ （2分）

小車與滑塊達(dá)到相同速度所用的時(shí)間為t，有 ⑦ （2分）

小車的長(zhǎng)度為L，由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)可得：  ⑧（2分）

由⑤⑥⑦⑧式聯(lián)立解得：L＝6（m）（1分）


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，水平面內(nèi)兩根光滑的足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌，左端與電阻R相連接，勻強(qiáng)磁場(chǎng)B豎直向下分布在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi)， 一定質(zhì)量的金屬棒垂直于導(dǎo)軌并與導(dǎo)軌接觸良好。若對(duì)金屬棒施加一個(gè)水平向右的外力F，使金屬棒從a位置由靜止開(kāi)始向右做勻加速運(yùn)動(dòng)。若導(dǎo)軌與金屬棒的電阻不計(jì)，則下列圖像（金屬棒產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)E、通過(guò)電阻R的電量q、電阻R消耗的功率P、外力F）正確的是

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行投彈訓(xùn)練，戰(zhàn)斗機(jī)以恒定速度沿水平方向飛行，先后釋放甲、乙兩顆炸彈，分別擊中豎懸崖壁上的P點(diǎn)和Q點(diǎn)．釋放兩顆炸彈的時(shí)間間隔為f，擊中P、Q的時(shí)間間隔為t′，不計(jì)空氣阻力，以下對(duì)r和t′的判斷正確的是  

       A．t′=0           B．0<t′<t       

       C．t′=t           D．t′>t   

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，質(zhì)量．M=4kg的滑板曰靜止放在光滑水平面上，其右端固定一根輕質(zhì)彈簧。彈簧的自由端C到滑板左端的距離三=0．5 m，這段滑板與木塊彳（可視為質(zhì)點(diǎn)）之間的動(dòng)摩擦因數(shù)盧=0．2，而彈簧自由端C到彈簧固定端D所對(duì)應(yīng)的滑板上表面光滑．小木塊彳以速度v0=10 m／s由滑板曰左端開(kāi)始沿滑板a表面向右運(yùn)動(dòng)．已知木塊a的質(zhì)量m=l kg，g取10m，s2．求：

       ①?gòu)椈杀粔嚎s到最短時(shí)木塊A的速度；

       ②木塊A壓縮彈簧過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如下圖所示，一理想變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1＝1000匝．n2＝200匝，原線圈中接一交變電源，交變電源電壓．副線圈中接一電動(dòng)機(jī)，電阻為11 Ω， 電流表 示數(shù)為1 A，電表對(duì)電路的影響忽略不計(jì).下列說(shuō)法正確的是

A.此交流電的頻率為100 Hz

B.電流表 示數(shù)為0.2 A

C.此電動(dòng)機(jī)輸出功率為33 W

D.電壓表示數(shù)為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，用一根長(zhǎng)桿和兩個(gè)定滑輪的組合裝置來(lái)提升重物M，長(zhǎng)桿的一端放在地面上通過(guò)鉸鏈連結(jié)形成轉(zhuǎn)軸，其端點(diǎn)恰好處于左側(cè)滑輪正下方O點(diǎn)處，在桿的中點(diǎn)C處拴一細(xì)繩，通過(guò)兩個(gè)滑輪后掛上重物M，C點(diǎn)與O點(diǎn)距離為L(zhǎng)，現(xiàn)在桿的另一端用力，使其逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，由豎直位置以角速度ω緩緩轉(zhuǎn)至水平（轉(zhuǎn)過(guò)了90°角）．下列有關(guān)此過(guò)程的說(shuō)法中正確的是

A．重物M做勻速直線運(yùn)動(dòng)      B．重物M做變速直線運(yùn)動(dòng)

C．重物M的最大速度是2ωL     D．重物M的速度先減小后增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一質(zhì)量m＝0.5kg的滑塊以一定的初速度沖上一傾角為30?足夠長(zhǎng)的斜面，某同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)出了滑塊沖上斜面過(guò)程中多個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度，如圖為通過(guò)計(jì)算機(jī)繪制出的滑塊上滑過(guò)程中的v－t圖。最大靜摩擦力可視為等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2，求：

（1）滑塊沖上斜面過(guò)程中的加速度大�。�

（2）滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（3）判斷滑塊最后能否返回斜面底端？若能返回，求出返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能；若不能返回，求出滑塊停在什么位置。


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻風(fēng)扇設(shè)計(jì)的一個(gè)控制電路。要求發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火開(kāi)關(guān)閉合，并且溫度過(guò)高時(shí)，風(fēng)扇才會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟。其中K為點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，R′為熱敏電阻（溫度升高時(shí)，其電阻減小）。下面關(guān)于該控制電路的判斷中正確的是（       ）

（A）虛線框內(nèi)的門電路是“或”門

（B）虛線框內(nèi)的門電路是“與非”門

（C）增加R2的阻值可以使風(fēng)扇啟動(dòng)的溫度降低

（D）增加R1的阻值可以使風(fēng)扇啟動(dòng)的溫度降低

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


下列說(shuō)法中正確的是

A．外界對(duì)氣體做功，氣體的內(nèi)能一定增大

B．氣體從外界吸收熱量，氣體的內(nèi)能一定增大

C．氣體的溫度越高，氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大

D．氣體的溫度越低，氣體分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能越大

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