【題目】如圖所示,一長(zhǎng)木板質(zhì)量為 ,長(zhǎng)為l=6m ,木板與地面的動(dòng)摩擦因數(shù),質(zhì)量為 的小滑塊(可以看成質(zhì)點(diǎn))放在木板的右端,小滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù) 。開(kāi)始時(shí)木板與滑塊都處于靜止?fàn)顟B(tài), t=0時(shí)刻突然給木板以水平向右的初速度 使木板向右運(yùn)動(dòng), t=2s木板與墻壁發(fā)生碰撞,設(shè)木板與墻壁碰撞時(shí)間極短,且碰后以原速率彈回, ,:

1開(kāi)始時(shí)木板的右端與右側(cè)豎直墻壁的距離L

2小滑塊最終與木板左端距離;

3整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小滑塊與木板間摩擦產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1) ;(2) ;(3)

【解析】(1)木板獲得初速度后,與小滑塊發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),木板向右做勻減速運(yùn)動(dòng),小滑塊向右做勻加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律,加速度大小分別為:

小木塊受到的摩擦力:fm1mg=0.4×2×10=8N

木板受到地面的摩擦力:fM1(m+M)g=0.2×(2+4)×10=12N,

am=fm/m=μ1g=4m/s2

aM=(fm+f)/M=(8+12)/4=5m/s2

設(shè)木板與墻碰撞時(shí),二者的速度早已相等,設(shè)共同的速度為v,則:

amt=v0aMt=v

代入數(shù)據(jù)得:t=1s,v=4m/s

該過(guò)程中木板的位移:x1=v0t=6.5m,

二者的速度相等后,若二者以相等的加速度運(yùn)動(dòng),則:

a=<am

由分析可知,二者可以以相等的加速度一起減速。再經(jīng)1s,減速的位移:

x2=

開(kāi)始時(shí)木板的右端與右側(cè)豎直墻壁的距離L=x1+x2=9.5m

2設(shè)二者與墻壁碰撞時(shí)的速度為v1,由公式:2ax2=

代入數(shù)據(jù)得:v1=2m/s

設(shè)木板反彈后,木板向左運(yùn)動(dòng),而小木塊向右做減速運(yùn)動(dòng),由受力可知,二者的加速度的大小與開(kāi)始時(shí)的加速度的大小是相等的;

設(shè)木板經(jīng)過(guò)時(shí)間t′的速度變成0,則:v1aMt′=0

所以:t′=0.4s

此時(shí)小滑塊的速度:v2=v1amt′=24×0.4=0.4m/s,

此后,由于小木塊與木板之間的摩擦力小于木板與地面之間的最大靜摩擦力,所以最后的一段時(shí)間內(nèi)木板保持不動(dòng),滑塊繼續(xù)在木板上減速,直到停止。

木板與木塊的速度相等前,小木塊的位移:x2=

小木塊到木板的右端的距離:△x1=x1x2=6.52=4.5m

木板反向后,木板向左的位移:x3=

小木塊的總位移:x4=

小滑塊停止時(shí)離木板右端的距離:S=△x1-△x2=4.5-0.4-0.5=3.6m。

小滑塊最終與木板左端距離為L-S=6m-3.6m=2.4m

3木板與木塊的速度相等前,小滑塊與木板間摩擦產(chǎn)生的熱量

木板反向后,小滑塊與木板間摩擦產(chǎn)生的熱量

整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小滑塊與木板間摩擦產(chǎn)生的熱量Q=Q1+Q2=36J+7.2J=43.2J

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:

【題目】如圖所示,空間存在一有邊界的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向與豎直平面(紙面)垂直,磁場(chǎng)邊界的間距為。一個(gè)質(zhì)量為、邊長(zhǎng)也為的正方形導(dǎo)線框沿豎直方向運(yùn)動(dòng),線框所在平面始終與磁場(chǎng)方向垂直,且線框上、下邊始終與磁場(chǎng)的邊界平行。時(shí)刻導(dǎo)線框的上邊恰好與磁場(chǎng)的下邊界重合(圖中位置Ⅰ),導(dǎo)線框的速度為。經(jīng)歷一段時(shí)間后,當(dāng)導(dǎo)線框的下邊恰好與磁場(chǎng)的上邊界重合時(shí)(圖中位置Ⅱ),導(dǎo)線框的速度剛好為零。此后,導(dǎo)線框下落,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間回到初始位置Ⅰ。則(

A. 上升階段線框進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過(guò)程,通過(guò)導(dǎo)線框橫截面的電量相等

B. 下降過(guò)程中,導(dǎo)線框的加速度逐漸增大

C. 上升過(guò)程中,合力做的功與下降過(guò)程中合力做的功相等

D. 上升過(guò)程中,克服安培力做的功比下降過(guò)程中的多

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】小明同學(xué)在一次測(cè)量時(shí),電壓表(0﹣15V)、電流表(0﹣0.6A)的示數(shù)如圖所示.

1則電壓值為____ V,電流值為_____ A;

大明同學(xué)用如圖甲所示的器材和電路測(cè)量電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻。

2)實(shí)驗(yàn)中移動(dòng)滑動(dòng)變阻器觸頭,讀出電壓表V1V2的多組數(shù)據(jù)U1、U2,并描繪出了U1-U2的圖像,如圖乙所示,圖中直線斜率為k,與橫軸的截距為a,則電源的電動(dòng)勢(shì)E =______,內(nèi)阻r =_______;(用ka、R0表示)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,AB都是很輕的鋁環(huán),分別吊在絕緣細(xì)桿的兩端,桿可繞豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),環(huán)A是閉合的,環(huán)B是斷開(kāi)的.若用磁鐵分別靠近這兩個(gè)圓環(huán),則下面說(shuō)法正確的是(  )

A. 圖中磁鐵N極接近A環(huán)時(shí),A環(huán)被吸引,而后被推開(kāi)

B. 圖中磁鐵N極遠(yuǎn)離A環(huán)時(shí),A環(huán)被排斥,而后隨磁鐵運(yùn)動(dòng)

C. 用磁鐵的任意一磁極接近A環(huán)時(shí),A環(huán)均被排斥

D. 用磁鐵N極接近B環(huán)時(shí),B環(huán)被推斥,遠(yuǎn)離磁鐵運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】兩位同學(xué)用如圖所示裝置,通過(guò)半徑相同的A、B兩球的碰撞來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。

1)實(shí)驗(yàn)中必須滿足的條件是 。

A.斜槽軌道盡量光滑以減小誤差

B.斜槽軌道末端的切線必須水平

C.入射球A每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下

D.兩球的質(zhì)量必須相等

2)測(cè)量所得入射球A的質(zhì)量為mA,被碰撞小球B的質(zhì)量為mB,圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在水平地面上的垂直投影,實(shí)驗(yàn)時(shí),先讓入射球A從斜軌上的起始位置由靜止釋放,找到其平均落點(diǎn)的位置P,測(cè)得平拋射程為OP;再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,與小球B相撞,分別找到球A和球B相撞后的平均落點(diǎn)M、N,測(cè)得平拋射程分別為OMON。當(dāng)所測(cè)物理量滿足表達(dá)式 時(shí),即說(shuō)明兩球碰撞中動(dòng)量守恒;如果滿足表達(dá)式 時(shí),則說(shuō)明兩球的碰撞為完全彈性碰撞。

3)乙同學(xué)也用上述兩球進(jìn)行實(shí)驗(yàn),但將實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改裝:如圖12所示,將白紙、復(fù)寫(xiě)紙固定在豎直放置的木條上,用來(lái)記錄實(shí)驗(yàn)中球A、球B與木條的撞擊點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí),首先將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸,讓入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,撞擊點(diǎn)為B′;然后將木條平移到圖中所示位置,入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,確定其撞擊點(diǎn)P′;再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放,與球B相撞,確定球A和球B相撞后的撞擊點(diǎn)分別為M′N′。測(cè)得B′N′、P′、M′各點(diǎn)的高度差分別為h1h2、h3。若所測(cè)物理量滿足表達(dá)式 時(shí),則說(shuō)明球A和球B碰撞中動(dòng)量守恒。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】將一個(gè)電源與一電阻箱連接構(gòu)成閉合回路,測(cè)得的電阻箱所消耗的功率P與電阻箱的讀數(shù)R的關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(

A. 電源最大輸出功率可能大于45W

B. 電源的內(nèi)阻為5Ω

C. 電源的電動(dòng)勢(shì)為45V

D. 電阻箱消耗的功率為最大值時(shí),電源的效率大于50%

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,水平放置的圓盤(pán),在其邊緣C點(diǎn)固定一個(gè)小桶,桶高不計(jì),圓盤(pán)半徑R=1m,在圓盤(pán)直徑CD的正上方,與CD平行放置一條水平滑道AB,滑道右端B與圓盤(pán)圓心O在同一豎直線上,且B距離O的高度h=1.25m,在滑道左端靜止放置質(zhì)量為m=0.4kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),物塊與滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,現(xiàn)用力F=4N的水平力拉動(dòng)物塊,同時(shí)圓盤(pán)從圖示位置,以角速度ω=2πrad/s繞通過(guò)圓心的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),拉力作用在物塊上一段時(shí)間后撤去,最終物塊由B點(diǎn)水平拋出,恰好落入圓盤(pán)邊緣的小桶內(nèi)。(g=10m/s2),求拉力作用的時(shí)間和相應(yīng)的滑道長(zhǎng)度。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】將一電荷量q=-2.0×106C的電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移至電場(chǎng)中的A點(diǎn),克服電場(chǎng)力做功3.0×104J,再將電荷從A點(diǎn)移至B點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力做功2.0×104J,規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為零.則( 。

A. 電荷在A點(diǎn)的電勢(shì)能為-3.0×104J

B. A點(diǎn)的電勢(shì)為-150 V

C. B點(diǎn)的電勢(shì)為-50 V

D. 將電荷量為+2.0×106C的電荷從B點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處的過(guò)程中,電荷的電勢(shì)能將增加1.0×104J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量為m1=1kg和m2(未知)的兩個(gè)物體在光滑的水平面上正碰,碰撞時(shí)間極短,其x-t圖象如圖所示,則( )

A. 此碰撞一定為彈性碰撞 B. 被碰物體質(zhì)量為3kg

C. 碰后兩物體速度相同 D. 此過(guò)程有機(jī)械能損失

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同步練習(xí)冊(cè)答案