質(zhì)量為m＝1.0 kg的小滑塊(可視為質(zhì)點)放在質(zhì)量為M＝3.0 kg的長木板的右端，木板上表面光滑，木板與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，木板長L＝1.0 m．開始時兩者都處于靜止狀態(tài)，現(xiàn)對木板施加水平向右的恒力F＝12 N，如圖所示，經(jīng)一段時間后撤去F.為使小滑塊不掉下木板，試求：

1.撤去F之前和之后木板的加速度大小各為多少 ?

2.水平恒力F作用的最長時間．(g取10 m/s2)

 

【答案】

 

1.a1＝ m/s2    a2＝ m/s2

2.1 s.

【解析】撤力前后，木板先加速后減速，設加速過程的位移為x1，加速度為a1，加速運動的時為t1；減速過程的位移為x2，加速度為a2，減速運動的時間為t2.由牛頓第二定律得撤力前：

F－μ(m＋M)g＝Ma1                    （2分）

解得a1＝ m/s2                          （2分）

撤力后：μ(m＋M)g＝Ma2             （2分）

解得a2＝ m/s2                         （2分）

⑵    x1＝a1t，     x2＝a2t        （2分）

為使小滑塊不從木板上掉下，應滿足x1＋x2≤L  （2分）

又a1t1＝a2t2                              （2分）

由以上各式可解得t1≤1 s        （2分）

即作用的最長時間為1 s.    

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

 (22分)整個裝置圖如圖所示，在光滑絕緣水平面上固定一豎直的表面光滑的擋板，ABCD為擋板與水平面的交線，其中ABC為直線，CD為半徑R＝4.0 m的圓弧，C點為AC直線與CD圓弧的切點。整個裝置置于真空中兩有界的與水平面平行的勻強電場中，MN為兩電場的分界面與水平面的交線，且MN垂直于AB，在MN的左側(cè)有一沿AB方向場強大小為E1＝5.0×10 5 V/m的勻強電場，在MN的右側(cè)有一沿MN方向場強大小為E2＝1.0×107 V/m的勻強電場。質(zhì)量m2＝4.0×10－2 kg的不帶電金屬小球靜置于C點，電量為q＝＋2.0×10－6 C、質(zhì)量為m1＝1.0×10－2 kg的小球Q自A點靜止釋放(P、Q兩金屬球的大小完全相同)。已知AB＝0.5 m，BC＝1.20 m，cos10°＝0.985，＝π，簡諧振動的周期公式為T＝2π，式中m為振子的質(zhì)量，k是回復力與位移大小的比值且為常數(shù)。試求P、Q兩球在距A點多遠處第二次相碰(不計碰撞時機械能損失和電荷間的相互作用力，結(jié)果取三位有效數(shù)字)。

          

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科目：高中物理 來源： 題型：

[物理――選修3-5]（27分）

（1） (5分)放射性元素的原子核連續(xù)經(jīng)過三次α衰變和兩次β衰變．若最后變成另一種元素的原子核Y，則新核Y的正確寫法是

A．        B．     C．        D．

（2） (6分) 現(xiàn)有一群處于n=4能級上的氫原子，已知氫原子的基態(tài)能量E1=－13.6 eV，氫原子處于基態(tài)時電子繞核運動的軌道半徑為r，靜電力常量為k，普朗克常量h=6.63×10－34 J·s.則電子在n=4的軌道上運動的動能是    J；這群氫原子發(fā)出的光子的最大頻率是      Hz。

（3）(16分)如圖所示，光滑水平面上有一輛質(zhì)量為M＝1 kg的小車，小車的上表面有一個質(zhì)量為m＝0.9 kg的滑塊，在滑塊與小車的擋板間用輕彈簧相連接，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，整個系統(tǒng)一起以v1＝10 m/s的速度向右做勻速直線運動．此時彈簧長度恰好為原長．現(xiàn)在用質(zhì)量為m0＝0.1 kg的子彈，以v0＝50 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出，所用時間極短．已知當彈簧壓縮到最短時的彈性勢能為Ep＝8.6 J．（g取10m/s2）求：

（�。┳訌椛淙牖瑝K的瞬間滑塊的速度；

（ⅱ）從子彈射入到彈簧壓縮最短，滑塊在車上滑行的距離．

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4－4－16所示，水平面上的輕彈簧一端與物體相連，另一端固定在墻上P點，已知物體的質(zhì)量為m＝2.0 kg，物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.4，彈簧的勁度系數(shù)k＝200 N/m.現(xiàn)用力F拉物體，使彈簧從處于自然狀態(tài)的O點由靜止開始向左移動10 cm，這時彈簧具有彈性勢能Ep＝1.0 J，物體處于靜止狀態(tài)，若取g＝10 m/s2，則撤去外力F后  (　　)．

A．物體向右滑動的距離可以達到12.5 cm

B．物體向右滑動的距離一定小于12.5 cm

C．物體回到O點時速度最大

D．物體到達最右端時動能為0，系統(tǒng)機械能不為0

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科目：高中物理 來源：2010年大連市長海高中高二下學期期末考試（重點班）物理試題 題型：計算題

[物理――選修3-5]（27分）
（1） (5分)放射性元素的原子核連續(xù)經(jīng)過三次α衰變和兩次β衰變．若最后變成另一種元素的原子核Y，則新核Y的正確寫法是

A．B．C．D．
（2） (6分) 現(xiàn)有一群處于n=4能級上的氫原子，已知氫原子的基態(tài)能量E1=－13.6 eV，氫原子處于基態(tài)時電子繞核運動的軌道半徑為r，靜電力常量為k，普朗克常量h=6.63×10－34J·s.則電子在n=4的軌道上運動的動能是    J；這群氫原子發(fā)出的光子的最大頻率是     Hz。
（3）(16分)如圖所示，光滑水平面上有一輛質(zhì)量為M＝1 kg的小車，小車的上表面有一個質(zhì)量為m＝0.9 kg的滑塊，在滑塊與小車的擋板間用輕彈簧相連接，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，整個系統(tǒng)一起以v1＝10 m/s的速度向右做勻速直線運動．此時彈簧長度恰好為原長．現(xiàn)在用質(zhì)量為m0＝0.1 kg的子彈，以v0＝50 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出，所用時間極短．已知當彈簧壓縮到最短時的彈性勢能為Ep＝8.6 J．（g取10m/s2）求：
（�。┳訌椛淙牖瑝K的瞬間滑塊的速度；
（ⅱ）從子彈射入到彈簧壓縮最短，滑塊在車上滑行的距離．

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科目：高中物理 來源：2010年大連市高二下學期期末考試（重點班）物理試題 題型：計算題

[物理――選修3-5]（27分）

（1） (5分)放射性元素的原子核連續(xù)經(jīng)過三次α衰變和兩次β衰變．若最后變成另一種元素的原子核Y，則新核Y的正確寫法是

A．         B．     C．         D．

（2） (6分) 現(xiàn)有一群處于n=4能級上的氫原子，已知氫原子的基態(tài)能量E1=－13.6 eV，氫原子處于基態(tài)時電子繞核運動的軌道半徑為r，靜電力常量為k，普朗克常量h=6.63×10－34 J·s.則電子在n=4的軌道上運動的動能是     J；這群氫原子發(fā)出的光子的最大頻率是      Hz。

（3）(16分)如圖所示，光滑水平面上有一輛質(zhì)量為M＝1 kg的小車，小車的上表面有一個質(zhì)量為m＝0.9 kg的滑塊，在滑塊與小車的擋板間用輕彈簧相連接，滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，整個系統(tǒng)一起以v1＝10 m/s的速度向右做勻速直線運動．此時彈簧長度恰好為原長．現(xiàn)在用質(zhì)量為m0＝0.1 kg的子彈，以v0＝50 m/s的速度向左射入滑塊且不穿出，所用時間極短．已知當彈簧壓縮到最短時的彈性勢能為Ep＝8.6 J．（g取10m/s2）求：

（�。┳訌椛淙牖瑝K的瞬間滑塊的速度；

（ⅱ）從子彈射入到彈簧壓縮最短，滑塊在車上滑行的距離．

 

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