精英家教網(wǎng)如圖，下表面光滑的長木板A，其質(zhì)量M=2m、長為3L．一端有一擋板C，C的左側附有膠泥，同時還裝有控制電場的開關（物體與C碰撞時，電場關閉）．它的上面放有與周圍絕緣的帶電量為+q，質(zhì)量為m的物體B（可視為質(zhì)點）．開始時，B放在A的下端，用手控制A和B處于相對靜止，將它們放在一斜面上，斜面的傾角為θ，外加勻強電場的方向平行于斜面向上，場強E=5mgsinθ/q．放手后，B沿斜面向上運動，而A仍靜止在斜面上，B與擋板C間發(fā)生時間極短的相互作用，此時電場被撤去．之后，長木板A的C端恰好達到斜面的上端D．求：（1）物體B運動的時間；（2）全過程產(chǎn)生的熱量為多少？
分析：（1）加電場后，B運動到擋板C，根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式結合可求得B運動到擋板C時的速度v和時間．B、C碰撞過程，由動量守恒求出碰后共同速度．碰后，A、B組成整體，沿斜面減速運動，再由根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式結合求出運動到最高點的時間，即可求得總時間．
（2）全過程產(chǎn)生的熱量有摩擦生熱和碰撞發(fā)熱，根據(jù)克服摩擦力做功和能量守恒求解．
解答：解：（1）以B為研究對象，f=Mgsinθ=2mgsinθ  
根據(jù)牛頓第二定律得 Eq-f-mgsinθ=ma1   
則得a1=2gsinθ
B運動到擋板C時的速度v=
2a1?3L
=2
3gLsinθ

B運動到擋板C的時間 t=
v
a1
=
3L
gsinθ

B與C碰撞過程，BC系統(tǒng)的動量守恒，有：mv=（m+M）v′
解得 v′=
2
3
3gLsinθ

之后，A、B組成整體，沿斜面減速運動：-（M+m）gsinθ=（M+m）a2
運動時間為 t′=
v′
a2
=
2
3
3L
gsinθ

故總時間為 t總=t+t′=
5
3
3L
gsinθ

（2）B運動到擋板C的過程，摩擦生熱 Q1=f?3L=6mgLsinθ   
碰撞發(fā)熱 Q2=
1
2
mv2-
1
2
（M+m）v′2=4mgLsinθ
故全過程產(chǎn)生的熱量為Q=Q1+Q2=10mgLsinθ
答：（1）物體B運動的時間是
5
3
3L
gsinθ
；
（2）全過程產(chǎn)生的熱量為10mgLsinθ．
點評：本題主要考查了動量守恒定律及動能定理的應用，要能正確分析運動過程，選擇合適的定律求解．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)某探究性學習小組欲探究光滑斜面上物體下有的加速度與物體質(zhì)量及斜面傾角是否有關．實驗室提供如下器材：
A．表面光滑的長木板（長度為L）；B．小車；C．質(zhì)量為m的鉤碼若干個；D．方木塊（備用于墊木板）；E．米尺；F．秒表；
精英家教網(wǎng) M M+m M+2m
1 1.42 1.41 1.42
2 1.40 1.42 1.39
3 1.41 1.38 1.42
（1）實驗過程：
第一步，在保持斜面傾角不變時，探究加速度與質(zhì)量的關系．實驗中，通過向小車放入鉤碼來改變物體質(zhì)量，只要測出小車由斜面頂端滑至底端所用時間t，就可以由公式a=
 
求出a．
某同學記錄了數(shù)據(jù)如表所示：
根據(jù)以上信息，我們發(fā)現(xiàn)，在實驗誤差范圍內(nèi)質(zhì)量改變之后平均下滑時間
 
（填“改變”或“不改變”），經(jīng)過分析得出加速度與質(zhì)量的關系為
 
．
第二步，在物體質(zhì)量不變時，探究加速度與傾角的關系．實驗中通過改變方木塊墊放位來調(diào)整長木板的傾角，由于沒有量角器，因此通過測量出木板頂端到水平面高度h，求出傾角α的正弦值sinα=h/L．
某同學記錄了高度和加速度的對應值，并在坐標紙上建立適當?shù)淖鴺溯S后描點作圖如下，請根據(jù)他所作的圖線求出當?shù)氐闹亓铀俣萭=
 
m/s2．進一步分析可知，光滑斜面上物體下滑的加速度與傾角的關系為
 
．
（2）該實驗小組所采用的探究方法是
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（08年西安重點中學模擬）（20分）如圖所示，光滑的圓弧軌道AB、EF，它們的圓心角均為90°，半徑均為R。質(zhì)量為m、上表面長也是R的小車靜止在光滑水平面CD上，小車上表面與軌道AB、EF的末端B、E相切。一質(zhì)量為m的物體（大小不計）從軌道AB的A點由靜止下滑，由末端B滑小車，小車立即向右運動。當小車左端與壁DE剛接觸時，物體m恰好滑動到小車右端且相對于小車靜止，同時小車與DE相碰后立即停止運動但不粘連，物體則繼續(xù)滑上圓弧軌道EF，以后又滑下來沖上小車。試求：
    （1）水平面CD的長度和物體m滑上軌道EF的最高點P相對于點E的高度h；

（2）當物體再從軌道EF滑下并滑上小車后，如果小車與壁BC相碰后速度也立即變?yōu)榱�，最后物體m停在小車上的Q點，則Q點距小車右端多遠。

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科目：高中物理 來源： 題型：

某探究性學習小組欲探究光滑斜面上物體下有的加速度與物體質(zhì)量及斜面傾角是否有關，實驗室提供如下器材：A表面光滑的長木板（長度為L），B小車，C質(zhì)量為m的鉤碼若干個，D方木塊（備用于墊木板），E米尺，F(xiàn)電子秒表。

（1）實驗過程：

第一步，在保持斜面傾角不變時，探究加速度與質(zhì)量的關系。

實驗中，通過向小車放入鉤碼來改變物體質(zhì)量，只要測出小車由斜面頂端滑至底端所用時間t，則可以得到a＝__________。

在實驗中某同學記錄了數(shù)據(jù)如下表所示：

組別

1

2

3

4

5

6

質(zhì)量（kg）

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

時間（t）

0.64

0.62

0.63

0.65

0.63

0.64

根據(jù)以上信息，我們發(fā)現(xiàn)在實驗誤差范圍內(nèi)質(zhì)量改變之后平均下滑時間__________（填“改變”或“不改變”），經(jīng)過分析得出加速度與質(zhì)量__________。

第二步，在物體質(zhì)量不變時，探究加速度與傾角的關系。

實驗中通過改變方木塊墊放位置來調(diào)整長木板的傾角，由于沒有量角器，因此通過測量出木板頂端到水平面高度h，求出傾角a的正弦值sina＝h/L。某同學記錄了高度和加速度的對應值，并在坐標紙上建立適當?shù)淖鴺溯S后描點如圖6所示，請根據(jù)他所作的圖線求出當?shù)氐闹亓铀俣?i>g＝_______m/s2。進一步分析可知，光滑斜面上物體下滑的加速度與傾角的關系為__________。

（2）該實驗小組所采用的探究方法是__________。

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科目：高中物理 來源：2008年天津市實驗中學高考物理模擬試卷（解析版） 題型：解答題

如圖，下表面光滑的長木板A，其質(zhì)量M=2m、長為3L．一端有一擋板C，C的左側附有膠泥，同時還裝有控制電場的開關（物體與C碰撞時，電場關閉）．它的上面放有與周圍絕緣的帶電量為+q，質(zhì)量為m的物體B（可視為質(zhì)點）．開始時，B放在A的下端，用手控制A和B處于相對靜止，將它們放在一斜面上，斜面的傾角為θ，外加勻強電場的方向平行于斜面向上，場強E=5mgsinθ/q．放手后，B沿斜面向上運動，而A仍靜止在斜面上，B與擋板C間發(fā)生時間極短的相互作用，此時電場被撤去．之后，長木板A的C端恰好達到斜面的上端D．求：（1）物體B運動的時間；（2）全過程產(chǎn)生的熱量為多少？

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