4.如圖所示,光滑的水平面上放置一長(zhǎng)木板,長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài),長(zhǎng)木板的質(zhì)量是1kg,在長(zhǎng)木板的左端放一個(gè)小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),小滑塊的質(zhì)量也是1kg,小滑塊與長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,某時(shí)刻對(duì)長(zhǎng)木板施加一水平向左的恒力,大小為6.0N,小滑塊開(kāi)始在長(zhǎng)木板上滑動(dòng),經(jīng)過(guò)1.0s的時(shí)間,撤去水平恒力,小滑塊在滑動(dòng)過(guò)程中始終沒(méi)有從長(zhǎng)木板上掉下去(g取10m/s2),求:
(1)撤去水平恒力時(shí)小滑塊的速度;
(2)小滑塊在滑動(dòng)過(guò)程中,距長(zhǎng)木板左端的最大距離.

分析 (1)根據(jù)牛頓第二定律求出木塊和木板的加速度大小,結(jié)合速度時(shí)間公式求出撤去恒力時(shí)小滑塊的速度.
(2)撤去F前,結(jié)合位移公式求出木塊和木板的位移,得出相對(duì)位移的大小,撤去F后,小滑塊繼續(xù)做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),木板做勻減速運(yùn)動(dòng),結(jié)合速度時(shí)間公式求出速度相等經(jīng)歷的時(shí)間,結(jié)合位移公式求出相對(duì)位移的大小,從而得出小滑塊距離木板左端的最大距離.

解答 解:(1)假設(shè)小滑塊和木板保持相對(duì)靜止一起做勻加速運(yùn)動(dòng),加速度為:a=$\frac{F}{M+m}=\frac{6}{2}m/{s}^{2}=3m/{s}^{2}$,
則小滑塊所受的摩擦力f=ma=1×3N=3N>μmg=2N,可知小滑塊和木板發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),小滑塊的加速度為:${a}_{1}=\frac{μmg}{m}=μg=2m/{s}^{2}$,
則撤去F時(shí),小滑塊的速度為:v1=a1t1=2×1m/s=2m/s.
(2)木板的加速度為:${a}_{2}=\frac{F-μmg}{M}=\frac{6-0.2×10}{1}m/{s}^{2}=4m/{s}^{2}$,
撤去F前,小滑塊的位移為:${x}_{1}=\frac{1}{2}{a}_{1}{{t}_{1}}^{2}=\frac{1}{2}×2×1m=1m$,
木板的位移為:${x}_{2}=\frac{1}{2}{a}_{2}{{t}_{1}}^{2}=\frac{1}{2}×4×1m=2m$,
則相對(duì)位移為:△x1=x2-x1=2-1m=1m.
此時(shí)木板的速度v2=a2t1=4×1m/s=4m/s,
撤去F后,木板的加速度為:${a}_{3}=\frac{μmg}{M}=μg=2m/{s}^{2}$,
速度相等經(jīng)歷的時(shí)間t2,有:v1+a1t2=v2-a3t2
解得:${t}_{2}=\frac{{v}_{2}-{v}_{1}}{{a}_{1}+{a}_{3}}=\frac{4-2}{2+2}s=0.5s$,
該過(guò)程中,小滑塊的位移為:${x}_{3}={v}_{1}{t}_{2}+\frac{1}{2}{a}_{1}{{t}_{2}}^{2}=2×0.5+\frac{1}{2}×2×0.25m$=1.25m,
木板的位移為:${x}_{4}={v}_{2}{t}_{2}-\frac{1}{2}{a}_{3}{{t}_{2}}^{2}$=$4×0.5-\frac{1}{2}×2×0.25m=1.75m$,
相對(duì)位移大小為:△x2=x4-x3=1.75-1.25m=0.5m,
則小滑塊在滑動(dòng)過(guò)程中,距長(zhǎng)木板左端的最大距離為:△x=△x1+△x2=1+0.5m=1.5m.
答:(1)撤去水平恒力時(shí)小滑塊的速度為2m/s;
(2)小滑塊在滑動(dòng)過(guò)程中,距長(zhǎng)木板左端的最大距離為1.5m.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵理清滑塊和木板在整個(gè)過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活求解,知道加速度是聯(lián)系力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的橋梁.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

14.如圖所示,在長(zhǎng)為2m,質(zhì)量m=2kg的平板小車(chē)的左端放有一質(zhì)量為M=3kg的鐵塊,兩者之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5.開(kāi)始時(shí),小車(chē)和鐵塊一起在光滑的水平地面上以v0=3m/s的速度向右運(yùn)動(dòng),之后小車(chē)與墻壁發(fā)生正碰.設(shè)碰撞中無(wú)機(jī)械能損失且碰撞時(shí)間極短.求:
(1)小車(chē)向左勻減速運(yùn)動(dòng)的加速度大小;
(2)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,小車(chē)右端與墻之間的最大距離和鐵塊最終距小車(chē)的左端的距離;
(3)整個(gè)過(guò)程,鐵塊在摩擦力作用下的總路程.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

15.如圖所示,質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球置于光滑水平面上,且固定在一輕質(zhì)彈簧的兩端,已知彈簧的原長(zhǎng)為L(zhǎng),勁度系數(shù)為k,現(xiàn)沿彈簧軸線(xiàn)方向在質(zhì)量為2m的小球上施加一水平拉力F,使兩球一起做勻加速運(yùn)動(dòng),彈簧的彈力未超過(guò)彈性限度,則此時(shí)( 。
A.彈簧的彈力大小為FB.彈簧的伸長(zhǎng)量為$\frac{F}{k}$
C.兩球間的距離為L(zhǎng)+$\frac{F}{3k}$D.兩球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為$\frac{F}{3m}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

12.如圖所示,ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道,BC段為光滑圓弧,對(duì)應(yīng)的圓心角θ=37°,半徑r=2.5m,AB=1m,CD段平直傾斜且粗糙,AB、CD兩段與小物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ均為0.3,各段軌道均平滑連接.質(zhì)量為2kg的小物體(視
為質(zhì)點(diǎn))被彈簧槍發(fā)射后,沿水平軌道向左滑行,在C點(diǎn)以3m/s的速度沖上斜軌.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求彈簧槍對(duì)小物體所做的功;
(2)在斜軌上小物體能到達(dá)的最高點(diǎn)為P,求CP的長(zhǎng)度;
(3)求小物塊第二次過(guò)B點(diǎn)對(duì)地面的壓力.

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19.下列有關(guān)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的說(shuō)法中正確的有( 。
A.電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是220V交流電源
B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該先通電,后讓紙帶運(yùn)動(dòng)
C.計(jì)時(shí)器打點(diǎn)時(shí)間間隔與電源電壓有關(guān)
D.利用紙帶上的點(diǎn)能精確的求出打某點(diǎn)時(shí)紙帶的瞬時(shí)速度
E.當(dāng)紙帶運(yùn)動(dòng)速度增大時(shí),兩點(diǎn)的間距增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

9.關(guān)于電源電動(dòng)勢(shì),以下說(shuō)法正確的是(  )
A.1號(hào)干電池比5號(hào)干電池大,所以1號(hào)干電池的電動(dòng)勢(shì)大
B.由電動(dòng)勢(shì)E=$\frac{W}{q}$可知E跟W成正比,電源做的功越多,電動(dòng)勢(shì)越大
C.由電動(dòng)勢(shì)E=$\frac{W}{q}$可知E跟q成反比,電路中移送的電荷越多,電動(dòng)勢(shì)越小
D.電動(dòng)勢(shì)由電源中非靜電力的特性決定,跟電源的體積無(wú)關(guān),也跟外電路無(wú)關(guān)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.如圖所示為用絞車(chē)拖物塊的示意圖,拴接物塊的細(xì)線(xiàn)被纏繞在輪軸上,輪軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)從而拖動(dòng)物塊.已知輪軸的半徑R=0.5m,細(xì)線(xiàn)始終保持水平,被拖動(dòng)物塊質(zhì)量m=1kg,與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,輪軸的角速度隨時(shí)間變化的關(guān)系是ω=2trad/s,g=10m/s2.以下判斷正確的是( 。
A.物塊做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
B.物塊做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),加速度大小是2m/s2?
C.繩對(duì)物塊的拉力是5N
D.繩對(duì)物塊的拉力是6N

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

13.一個(gè)原來(lái)靜止的物體,質(zhì)量是7kg,在14N的恒力作用下,則 5s末的速度及5s內(nèi)通過(guò)的路程為(  )
A.8 m/s 25 mB.2 m/s 25 mC.10 m/s 25 mD.10 m/s 12.5 m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

14.對(duì)于某種金屬而言,以下說(shuō)法正確的是( 。
A.只要有光照射到金屬表面就會(huì)有電子從表面逸出
B.只有光的強(qiáng)度大于某個(gè)值時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象
C.只有光的波長(zhǎng)大于某個(gè)值時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象
D.只有光的頻率大于某個(gè)值時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象

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