【題目】如圖所示,水平光滑地面上停放著一輛質(zhì)量為M=2kg的小車,小車左端靠在豎直墻壁上,其左側(cè)半徑為R=5m的四分之一圓弧軌道AB是光滑的,軌道最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切相連,水平軌道BC長為3m,物塊與水平軌道BC間的摩擦因素μ=0.4,整個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi).現(xiàn)將質(zhì)量為m=1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)無初速度釋放,取重力加速度為g=10m/s2.求:

(1)物塊下滑過程中到達(dá)B點(diǎn)的速度大;

(2)若物塊最終從C端離開小車,則此過程中產(chǎn)生的熱量;

(3)為使小車最終獲得的動(dòng)能最大,求物塊釋放點(diǎn)與A點(diǎn)的高度差.

【答案】(1)10m/s。2)12J (3)3.2m.

【解析】

(1)物塊由AB,根據(jù)動(dòng)能定理求出物塊下滑到B點(diǎn)的速度大小.(2)產(chǎn)生的熱量等于滑動(dòng)摩擦力與相對(duì)位移的乘積.結(jié)合Q=μmgx求出產(chǎn)生的熱量.(3)作出小車和物塊的速度時(shí)間圖線,分析何時(shí)小車的動(dòng)能最大,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和動(dòng)能定理求出物塊釋放點(diǎn)與A點(diǎn)的高度差.

(1)AB,由動(dòng)能定理得:

可得:v0=10m/s

(2)BC,此過程中相對(duì)位移為BC板長,產(chǎn)生的熱量為:Q=μmgL=0.4×1×10×3J=12J

(3)分析可知:只有相對(duì)滑行階段小車方可加速:且

對(duì)小車,由,知:只有t最大,小車最終獲得動(dòng)能才最大.

v-t圖象可知:物塊滑到小車右端時(shí)恰好與小車共速即可.

設(shè)滑塊到B點(diǎn)時(shí)速度為v,滑到右端時(shí)共同速度為v,小車加速時(shí)間為t

則有:

t=1s,v=6m/s

設(shè)釋放點(diǎn)與A點(diǎn)的高度差為△h,對(duì)滑塊下滑階段由動(dòng)能定理得:

解得:△h=3.2m

練習(xí)冊(cè)系列答案
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A. 衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運(yùn)行的速度之比為

B. 衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運(yùn)行的周期之比為

C. 衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運(yùn)行的向心加速度之比為

D. 衛(wèi)星在停泊軌道運(yùn)行的速度大于地球的第一宇宙速度

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A. 當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí),電子打在熒光屏的位置上升

B. 當(dāng)滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)時(shí),電子通過磁場(chǎng)區(qū)域所用時(shí)間不變

C. 若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,則電子打在熒光屏上的速度大小不變

D. 若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大,則電子打在熒光屏上的速度變大

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A. 火箭在勻速下降過程中機(jī)械能守恒

B. 火箭在減速下降過程中攜帶的檢測(cè)儀器處于失重狀態(tài)

C. 火箭在減速下降過程中合力做功,等于火箭機(jī)械能的變化

D. 火箭著地時(shí),火箭對(duì)地的作用力大于自身的重力

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A. t=0時(shí)刻穿過線框的磁通量大小為0.01Wb

B. 線框靜止時(shí),線框中的感應(yīng)電流為0.2A

C. 線框靜止時(shí),ad邊所受安培力水平向左,大小為0.8N

D. 經(jīng)時(shí)間t=2s,線框開始滑動(dòng)

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A. 該微?赡軒д姾梢部赡軒ж(fù)電荷

B. 微粒從OA的運(yùn)動(dòng)一定是勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C. 該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

D. 該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為

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A. 物體在3s內(nèi)的位移s=3m

B. 恒力F與摩擦力f大小之比Ff=31

C. 物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為

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A.vA:vB=1:2 B.tA tB = 1:2

C.α> β D.B球離斜面最遠(yuǎn)的位置在A點(diǎn)的正上方

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(1)小球從1位置到6位置的運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)過各位置的速度分別為v1=0,v2=0.06 m/s,v3________ m/s,v4=0.18 m/s,v5________ m/s.

(2)在圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出小球的速度時(shí)間圖象(保留描點(diǎn)痕跡)________

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