15．如圖所示，一質(zhì)量m=2kg的鐵塊放在質(zhì)量M=2kg的小車(chē)左端，二者一起以v0=4m/s的速度沿光滑水平面向豎直墻面運(yùn)動(dòng)，車(chē)與墻碰撞的時(shí)間t=0.01s，碰撞時(shí)間極短，鐵塊與小車(chē)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，g=10m/s2．求：
（1）車(chē)與墻碰撞時(shí)受到的平均作用力F的大小（由于碰撞時(shí)間極短，可認(rèn)為在車(chē)與墻碰撞時(shí)鐵塊速度沒(méi)變）；
（2）小車(chē)車(chē)長(zhǎng)的最小值．

分析 （1）車(chē)與墻碰撞過(guò)程，根據(jù)動(dòng)量定理列式求解平均作用力；
（2）對(duì)車(chē)和鐵塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)所受的合力為零，動(dòng)量守恒，即可求出小車(chē)與鐵塊共同運(yùn)動(dòng)的速度，再根據(jù)能量守恒定律求出小車(chē)的最小長(zhǎng)度．

解答 解：（1）車(chē)與墻碰撞過(guò)程中，不計(jì)碰撞時(shí)機(jī)械能的損失，則車(chē)與墻碰撞后的瞬間，小車(chē)的速度向左，大小為v0，設(shè)向左為正，根據(jù)動(dòng)量定理得：
  Ft=Mv0-M（-v0）
解得：F=1600N
（2）對(duì)車(chē)和鐵塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)所受的合力為零．
以向左為正方向，由動(dòng)量守恒定律得：Mv0-mv0=（M+m）v，
解得：v=0
對(duì)系統(tǒng)，由能量守恒定律得：$\frac{1}{2}$（M+m）v02=μmgL
解得：L=4m
答：
（1）車(chē)與墻碰撞的平均作用力的大小F為1600N．
（2）小車(chē)車(chē)長(zhǎng)的最小值為4m

點(diǎn)評(píng) 本題涉及到兩個(gè)物體的相互作用，應(yīng)優(yōu)先考慮動(dòng)量守恒定律．運(yùn)用動(dòng)量守恒定律研究物體的速度，比牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合簡(jiǎn)單，因?yàn)閯?dòng)量守恒定律不涉及運(yùn)動(dòng)的細(xì)節(jié)和過(guò)程．涉及時(shí)間問(wèn)題，可優(yōu)先考慮動(dòng)量定理．

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：填空題

5．有兩顆人造衛(wèi)星，它們的質(zhì)量之比是m1：m2=1：2，運(yùn)行速度之比v1：v2=1：3．則
（1）它們軌道半徑之比r1：r2為9：1；    
（2）它們周期之比T1：T2為27：1．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

6．汽車(chē)的質(zhì)量為m=5.0×103kg，額定功率為Pe=100kW，沿水平道路行駛時(shí)，阻力恒為重力的0.05倍，g取10m/s2，問(wèn)：
（1）汽車(chē)沿水平道路勻速行駛的最大速度有多大？
（2）汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度有多大？加速度a=0.5m/s2
（3）設(shè)汽車(chē)由靜止起勻加速行駛，加速度a=0.5m/s2，汽車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)可維持多長(zhǎng)時(shí)間？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

3．關(guān)于運(yùn)動(dòng)和力的說(shuō)法，正確的是（　�。�
①物體在大小相等的力作用下得到的加速度一定是相同的．
②質(zhì)量相等的幾個(gè)物體，若它們具有相同的加速度則它們受到合外力一定是相等的．
③物體受到的合外力不為零，但它的速度可以為零．
④作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，它的向心力是個(gè)變力．
A．只有①、②B．只有②、③C．只有②、③、④D．都正確

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

10．某研究性學(xué)習(xí)小組探究小燈泡燈絲電阻與溫度的關(guān)系，主要儀器有：
待測(cè)小燈泡（額定功率6W，額定電流0.5A）、
電流表（量程0～0.6A，內(nèi)阻約為0.1Ω）、
電壓表（量程0～15V，內(nèi)阻約為15kΩ）、
滑動(dòng)變阻器（0～50Ω）
直流電源（電動(dòng)勢(shì)15V，內(nèi)阻不計(jì)）、
開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干．
（1）若實(shí)驗(yàn)中要求調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，小燈泡兩端電壓可以在零到額定電壓范圍內(nèi)連續(xù)變化，從而測(cè)出小燈泡在不同電壓下的電流．請(qǐng)根據(jù)提供的器材在虛線框中畫(huà)出符合要求的電路圖．
（2）如圖所示是該研究小組測(cè)得的小燈泡I-U關(guān)系圖線．由圖線可知，小燈泡燈絲電阻隨溫度的升高而增大（填“增大”“減小”或“不變”）；當(dāng)小燈泡兩端所加電壓為6V時(shí)，其燈絲電阻值為16Ω．（保留2位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

20．如圖所示，小明“跑飯”的$x-\frac{1}{v}$圖象為一過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，假定從小明的教室門(mén)口到餐廳的道路為一水平直線道路，以教室門(mén)口為坐標(biāo)原點(diǎn)，教室到餐廳方向?yàn)閤軸正方向，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．小明運(yùn)運(yùn)到x1的時(shí)間為$\frac{x_1}{{2{v_1}}}$
B．小明運(yùn)動(dòng)到x1的時(shí)間為$\frac{{2{x_1}}}{v_1}$
C．小明運(yùn)動(dòng)的速度與位移成線性規(guī)律變化
D．小明運(yùn)動(dòng)的速度隨位移的增加而增加，但不成線性規(guī)律

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

7．如圖甲所示，是由兩塊粗糙程度不同的木板A、B平滑連接在一起，其中A板傾角可調(diào)．現(xiàn)讓一滑塊從高h(yuǎn)處由靜止滑下，在水平板上滑行x后停止運(yùn)動(dòng)．改變h大小但保持距離d不變的情況下描繪出的x-h圖象如圖乙所示．則滑塊與木板A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為（　�。�
A．$\frac{a}qzlne9b$，$\frac{a}$B．$\frac{a}$，$\frac{a}fur99oa$C．$\frachb444ev{a}$，$\frac{a}$D．$\frac{a}$，$\fraccrd6e9a{a}$

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

4．公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶．如圖所示，假設(shè)某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車(chē)行駛的速率為vc 時(shí)，汽車(chē)恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，則在該彎道處（　　）
A．路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低
B．路面內(nèi)外側(cè)一樣高
C．車(chē)速雖然高于vc，但只要不超出某一最高限度，車(chē)輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)
D．車(chē)速只要低于vc，車(chē)輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

4．在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)中．

（1）某組同學(xué)用如圖1所示裝置，采用控制變量的方法，來(lái)研究小車(chē)質(zhì)量不變的情況下，小車(chē)的加速度與小車(chē)受到力的關(guān)系．下列措施中不需要或不正確的是BCE．
A．首先要平衡摩擦力，使小車(chē)受到合力就是細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力．
B．平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝碼，使小車(chē)勻速滑動(dòng)．C．每次改變拉小車(chē)?yán)蠖夹枰匦缕胶饽Σ亮?br />D．實(shí)驗(yàn)中通過(guò)在塑料桶中增加砝碼來(lái)改變小車(chē)受到的拉力
E．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先放小車(chē)，然后再開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
（2）某組同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫(huà)出了a-F的關(guān)系圖線如圖2，請(qǐng)分析圖線不經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是：平衡摩擦力過(guò)度．

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