Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量m=2kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），以v0=5m/s的水平初速度滑上靜止在光滑水平面的平板小車，若平板小車質(zhì)量M=3kg，長(zhǎng)L=4.8m。滑塊在平板小車上滑移1.5s后相對(duì)小車靜止。求：

（1）滑塊與平板小車之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)μ；

（2）若要滑塊不滑離小車，滑塊的初速度不能超過多少。（g取10m/s2）

【答案】（1）0.2 （2）v0 =4m/s

【解析】試題分析：ⅰ．m滑上平板小車到與平板小車相對(duì)靜止，設(shè)速度為v1

據(jù)動(dòng)量守恒定律：

對(duì)m由動(dòng)量定理：

解得:

ⅱ．設(shè)當(dāng)滑塊剛滑到平板小車的右端時(shí)，兩者恰有共同速度，為v2

由動(dòng)量守恒定律：

解得：

考點(diǎn)：考查了動(dòng)量守恒，動(dòng)能定理

【名師點(diǎn)睛】以滑塊與小車組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)所受合外力為零，由動(dòng)量守恒定律可以求出它們共同運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，對(duì)滑塊由動(dòng)量定理可以求出動(dòng)摩擦因數(shù)．根據(jù)能量守恒定律求出滑塊的最大初速度．

【題型】解答題
【結(jié)束】
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【題目】為了使航天員能適應(yīng)失重環(huán)境下的工作和生活，國(guó)家航天局組織對(duì)航天員進(jìn)行失重訓(xùn)練時(shí)創(chuàng)造出了一種失重環(huán)境。航天員乘坐在總質(zhì)量m=5×104kg的訓(xùn)練飛機(jī)上，飛機(jī)以200 m/s的速度與水平面成30°傾角勻速飛升到7 000 m高空時(shí)向上拉起，沿豎直方向以v0=200 m/s的初速度向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，勻減速的加速度大小為g，當(dāng)飛機(jī)到最高點(diǎn)后立即掉頭向下，沿豎直方向以加速度g做勻加速運(yùn)動(dòng)，這段時(shí)間內(nèi)便創(chuàng)造出了完全失重的環(huán)境。當(dāng)飛機(jī)離地2 000 m高時(shí)，為了安全必須拉起，之后又可一次次重復(fù)為航天員提供失重訓(xùn)練。若飛機(jī)飛行時(shí)所受的空氣阻力F=kv(k=900 N·s/m)，每次飛機(jī)速度達(dá)到350 m/s后必須終止失重訓(xùn)練(否則飛機(jī)可能失控)。求:(整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，重力加速度g的大小均取10 m/s2)

(1)飛機(jī)一次上下運(yùn)動(dòng)為航天員創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間。

(2)飛機(jī)從最高點(diǎn)下降到離地4 500 m時(shí)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。

Answer 1

【答案】(1) 55s (2) 2.7×105N

【解析】試題分析：飛機(jī)先以加速度g減速上升，再以加速度g加速下降，判斷速度達(dá)到350m/s與離地2000m哪一個(gè)先到則結(jié)束訓(xùn)練周期，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式計(jì)算即可。

(1)上升時(shí)間： ，

上升高度為： ，

豎直下落速度達(dá)到時(shí)，下落高度： ，

此時(shí)飛機(jī)離地高度為，所以，

飛機(jī)一次上下為航天員創(chuàng)造的完全失重的時(shí)間為： ；

(2)飛機(jī)離地4500m>2875m，仍處于完全失重狀態(tài)，飛機(jī)自由下落的高度為，此時(shí)飛機(jī)的速度為，

由于飛機(jī)加速度為g，所以推力F應(yīng)與空氣阻力大小相等，即。

點(diǎn)晴：解決本題的關(guān)鍵是分析清楚飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)情況，然后對(duì)其運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式列式計(jì)算，注意判定速度與高度限制誰(shuí)先達(dá)到是關(guān)鍵。