如下圖所示，一輛質(zhì)量是m＝2 kg的平板車左端放有質(zhì)量M＝3 kg的小滑塊，滑塊與平板車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝0.4，開始時(shí)平板車和滑塊共同以v0＝2 m/s的速度在光滑水平面上向右運(yùn)動(dòng)，并與豎直墻壁發(fā)生碰撞，設(shè)碰撞時(shí)間極短且碰撞后平板車速度大小保持不變，但方向與原來相反．平板車足夠長，以至滑塊不會滑到平板車右端．(取g＝10 m/s2)求：

(1)平板車每一次與墻壁碰撞后向左運(yùn)動(dòng)的最大距離．

(2)平板車第二次與墻壁碰撞前瞬間的速度v．

(3)為使滑塊始終不會滑到平板車右端，平板車至少多長？

答案：
解析：

　　解析：(1)設(shè)第一次碰墻壁后，平板車向左移動(dòng)s，速度為0．由于體系總動(dòng)量向右，平板車速度為零時(shí)，滑塊還在向右滑行．

　　由動(dòng)能定理　�、�

　　　�、�

　　代入數(shù)據(jù)得　�、�

　　(3)假如平板車在第二次碰撞前還未和滑塊相對靜止，那么其速度的大小肯定還是2 m/s，滑塊的速度則大于2 m/s，方向均向右．這樣就違反動(dòng)量守恒．所以平板車在第二次碰撞前肯定已和滑塊具有共同速度v．此即平板車碰墻前瞬間的速度．

　　　　④

　　∴　�、�

　　代入數(shù)據(jù)得　�、�

　　(3)平板車與墻壁第一次碰撞后到滑塊與平板又達(dá)到共同速度v前的過程，可用圖(a)(b)(c)表示．(a)為平板車與墻壁撞后瞬間滑塊與平板車的位置，圖(b)為平板車到達(dá)最左端時(shí)兩者的位置，圖(c)為平板車與滑塊再次達(dá)到共同速度為兩者的位置．在此過程中滑塊動(dòng)能減少等于摩擦力對滑塊所做功，平板車動(dòng)能減少等于摩擦力對平板車所做功(平板車從B到A再回到B的過程中摩擦力做功為零)，其中、分別為滑塊和平板車的位移．滑塊和平板車動(dòng)能總減少為其中為滑塊相對平板車的位移．此后，平板車與墻壁發(fā)生多次碰撞，每次情況與此類似，最后停在墻邊．設(shè)滑塊相對平板車總位移為l，則有

　　　�、�

　　　�、�

　　代入數(shù)據(jù)得　　⑨

　　l即為平板車的最短長度．


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

液化石油燃?xì)馄嚭喎QLPG汽車，該燃?xì)馄嚨腃O排放量比汽油車減少90%以上，碳?xì)浠衔锱欧艤p少70%以上，氮氧化合物排放減少35%以上，是目前較為實(shí)用的低排放汽車。如下圖所示為一輛燃?xì)廛�，為檢驗(yàn)剎車功能，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：在路旁可以豎起一標(biāo)志桿，車以v0=72km/h的速度勻速行駛，當(dāng)車頭距標(biāo)志桿s=20m時(shí)，實(shí)驗(yàn)室工作人員向司機(jī)下達(dá)停車的指令，司機(jī)經(jīng)時(shí)間t0=0.8s（即反應(yīng)時(shí)間）后開始剎車，若車在標(biāo)志桿前停止運(yùn)動(dòng)則符合安全要求，已知車與駕駛員總質(zhì)量為M=1000kg，g=10m/s2。求：

1.剎車過程中的制動(dòng)力至少多大？

2.現(xiàn)把該車改裝為雙動(dòng)力系統(tǒng)，在平路行駛時(shí)，只采用燃?xì)鈩?dòng)力驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為15kw，能獲得的最大速度為v1=15m/s。當(dāng)車駛上路面情況相同傾角為37°足夠長的斜坡時(shí)，采用電力與燃?xì)怆p動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的總功率為34kw，保持該功率不變，經(jīng)過20s達(dá)到最大速度，求t=45s時(shí)車沿斜面運(yùn)動(dòng)的路程。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

 

 

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科目：高中物理 來源：人教版高三物理二輪復(fù)習(xí)專題訓(xùn)練5 題型：計(jì)算題

液化石油燃?xì)馄嚭喎QLPG汽車，該燃?xì)馄嚨腃O排放量比汽油車減少90%以上，碳?xì)浠衔锱欧艤p少70%以上，氮氧化合物排放減少35%以上，是目前較為實(shí)用的低排放汽車。如下圖所示為一輛燃?xì)廛�，為檢驗(yàn)剎車功能，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：在路旁可以豎起一標(biāo)志桿，車以v0=72km/h的速度勻速行駛，當(dāng)車頭距標(biāo)志桿s=20m時(shí)，實(shí)驗(yàn)室工作人員向司機(jī)下達(dá)停車的指令，司機(jī)經(jīng)時(shí)間t0=0.8s（即反應(yīng)時(shí)間）后開始剎車，若車在標(biāo)志桿前停止運(yùn)動(dòng)則符合安全要求，已知車與駕駛員總質(zhì)量為M=1000kg，g=10m/s2。求：
【小題1】剎車過程中的制動(dòng)力至少多大？
【小題2】現(xiàn)把該車改裝為雙動(dòng)力系統(tǒng)，在平路行駛時(shí)，只采用燃?xì)鈩?dòng)力驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為15kw，能獲得的最大速度為v1=15m/s。當(dāng)車駛上路面情況相同傾角為37°足夠長的斜坡時(shí)，采用電力與燃?xì)怆p動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的總功率為34kw，保持該功率不變，經(jīng)過20s達(dá)到最大速度，求t=45s時(shí)車沿斜面運(yùn)動(dòng)的路程。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

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1.剎車過程中的制動(dòng)力至少多大？

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（1）剎車過程中的制動(dòng)力至少多大？

（2）現(xiàn)把該車改裝為雙動(dòng)力系統(tǒng)，在平路行駛時(shí)，只采用燃?xì)鈩?dòng)力驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為15kw，能獲得的最大速度為v1=15m/s。當(dāng)車駛上路面情況相同傾角為37°足夠長的斜坡時(shí)，采用電力與燃?xì)怆p動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的總功率為34kw，保持該功率不變，經(jīng)過20s達(dá)到最大速度，求t=45s時(shí)車沿斜面運(yùn)動(dòng)的路程。（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

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