【題目】如圖,有一質(zhì)量為M=2kg的平板車靜止在光滑的水平地面上,現(xiàn)有質(zhì)量均為m=1kg的小物塊A和B(均可視為質(zhì)點(diǎn)),由車上P處開始,A以初速度v1=2m/s向左運(yùn)動,B同時以v2=4m/s向右運(yùn)動,最終A、B兩物塊恰好停在小車兩端沒有脫離小車,兩物塊與小車間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.1,取g=10m/s2 , 求:
(1)求小車總長;
(2)開始時B離小車右端的距離;
(3)從A、B開始運(yùn)動計(jì)時,經(jīng)6s小車離原位置的距離x.
【答案】
(1)解:設(shè)最后達(dá)到共同速度v,整個系統(tǒng)動量守恒,選取向右為正方向,能量守恒,有:
mv2﹣mv1=(2m+M)v
代入數(shù)據(jù)解得:v=0.5m/s,L=9.5m
答:小車總長為9.5m;
(2)解:A車離左端距離x1剛運(yùn)動到左端歷時t1,在A運(yùn)動至左端前,木板靜止.μmg=maA,v1=aAt1, ,
解得:t1=2s,x1=2m
B離右端距離為:x2=L﹣x1=7.5m
答:開始時B離小車右端的距離為7.5m;
(3)解:從物塊開始到達(dá)共速歷時t2,有:v=v2﹣aBt2,
又:μmg=maB,
解得:t2=3.5s
小車在t1前靜止,在t1至t2之間以a向右加速,以小車與A組成的系統(tǒng)為研究對象,由牛頓第二定律得:μmg=(M+m)a
小車向右走位移為:
接下來三個物體組成的系統(tǒng)以v共同勻速運(yùn)動了s'=v(6s﹣t2)
小車在6s內(nèi)向右走的總距離為:x=s+s'
代入數(shù)據(jù)得:x=1.625m
答:從A、B開始運(yùn)動計(jì)時,經(jīng)6s小車離原位置的距離是1.625m.
【解析】(1)由于開始時物塊A、B給小車的摩擦力大小相等,方向相反,小車不動,物塊A、B做減速運(yùn)動,加速度a大小一樣,A的速度先減為零;A在小車上滑動過程中,B也做勻減速運(yùn)動,A的速度減小為0后,B繼續(xù)在小車上減速滑動,而小車與A一起向右方向加速.因地面光滑,兩個物塊A、B和小車組成的系統(tǒng)動量守恒,根據(jù)動量守恒定律求出共同速度,根據(jù)功能關(guān)系列式求出此過程中B運(yùn)動的位移,三段位移之和即為小車的長度;(2)A在小車上滑動的過程中產(chǎn)生的熱量等于A滑動過程中克服摩擦力做的功,由功能關(guān)系即可求出開始時A離小車左端的距離,然后由幾何關(guān)系即可求出;(3)小車和A在摩擦力作用下做加速運(yùn)動,由牛頓運(yùn)動定律可得小車運(yùn)動的加速度,再根據(jù)運(yùn)動學(xué)基本公式即可求解.
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件,利用動量守恒定律和能量守恒定律的相關(guān)知識可以得到問題的答案,需要掌握動量守恒定律成立的條件:系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零;系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多;系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動量的分量保持不變;能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中,能量的總量保持不變.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某人在地面上最多能舉起60kg的物體,而在一個加速下降的電梯里最多能舉起80kg的物體.求:
(1)此電梯的加速度為多少?
(2)若電梯以此加速度上升,則此人在電梯里最多能舉起物體的質(zhì)量是多少?(g=10m/s2)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】為驗(yàn)證機(jī)械能守恒,某同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)如下:該同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6V的頻率為50Hz的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始下落,重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.
①他進(jìn)行了下面幾個操作步驟:
A.按照圖a示安裝器件;
B.將打點(diǎn)計(jì)時器接到電源的“直流輸出”上;
C.用天平測出重錘的質(zhì)量;
D.先接通電源,后釋放紙帶,打出一條紙帶;
E.測量紙帶上某些點(diǎn)間的距離;
F.根據(jù)測量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能.
其中沒有必要進(jìn)行的步驟是 , 操作不當(dāng)?shù)牟襟E是 .
②設(shè)重錘質(zhì)量為m、打點(diǎn)計(jì)時器的打點(diǎn)周期為T、重力加速度為g.圖b是實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶,A、B、C、D、E為相鄰的連續(xù)點(diǎn).根據(jù)測得的s1、s2、s3、s4寫出重物由B點(diǎn)到D點(diǎn)勢能減少量的表達(dá)式 , 動能增量的表達(dá)式 . 由于重錘下落時要克服阻力做功,所以該實(shí)驗(yàn)的動能增量總是(填“大于”、“等于”或“小于”)重力勢能的減小量.
③該同學(xué)根據(jù)紙帶算出各點(diǎn)的速度v,量出下落距離h,并以 縱軸、以h為橫軸畫出圖象,應(yīng)是圖中的 .
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某變電站用11 kV交變電壓輸電,輸送功率一定,輸電線的電阻為r.現(xiàn)若用變壓器將電壓升高到220 kV送電,下面選項(xiàng)正確的是( )
A.因 , 所以輸電線上的電流增為原來的20倍
B.因 ,所以輸電線上的電流減為原來的
C.因 ,所以輸電線上損失的功率增為原來的400倍
D.若要使輸電線上損失的功率不變,可將輸電線的直徑減為原來的
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一艘船在靜水中的速度為3m/s,它在一條河寬60m,水流速度為4m/s的河流中渡河,則該小船( )
A.以最短位移渡河時,位移大小為60 m
B.渡河的時間可能少于20 s
C.以最短時間渡河時,它沿水流方向的位移大小為80 m
D.河水的流速越大,渡河的時間一定越長
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】我們在晚上七、八點(diǎn)鐘用電高峰時開燈,電燈比深夜時要顯得暗些。這是因?yàn)橛秒姼叻鍟r( 。
A.用戶串聯(lián)的用電器增多,總電阻比深夜時大,輸電線路上的電流小,燈兩端的電壓較低
B.用戶串聯(lián)的用電器增多,總電阻比深夜時大,輸電線路上的電流小,通過燈的電流較小
C.用戶并聯(lián)的用電器增多,總電阻比深夜時小,輸電線路上的電流大,輸電線上損失的電壓較大
D.輸電線路上電流恒定,但用戶并聯(lián)的用電器比深夜時多,通過燈的電流小
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,真空中有一勻強(qiáng)電場(圖中未畫出),電場方向與圓周在同一平面內(nèi),△ABC是圓的內(nèi)接直角三角形,∠BAC=63.5°,O為圓心,半徑R=5cm.位于A處的粒子源向平面內(nèi)各個方向發(fā)射初動能均為8eV、電荷量+e的粒子,有些粒子會經(jīng)過圓周上不同的點(diǎn),其中到達(dá)B點(diǎn)的粒子動能為12eV,達(dá)到C點(diǎn)的粒子電勢能為﹣4eV(取O點(diǎn)電勢為零).忽略粒子的重力和粒子間的相互作用,sin53°=0.8。下列說法正確的是
A. 圓周上A、C兩點(diǎn)的電勢差為16V
B. 圓周上B、C兩點(diǎn)的電勢差為-4V
C. 勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為100V/m
D. 當(dāng)某個粒子經(jīng)過圓周上某一位置時,可以具有6eV的電勢能,且同時具有6eV的動能
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,在水平面上放一斜面體A,質(zhì)量為M,若斜面上質(zhì)量為m的物體B以加速度a減速下滑,斜面體A靜止不動,斜面傾角為θ),則下列說法中正確的是
A. 地面對斜面體沒有摩擦力
B. 地面對斜面體有水平向右的摩擦力,大小為macosθ
C. 地面對斜面體有水平向左的摩擦力,大小為macosθ
D. 地在對斜面體的支持力大小為(M+m)g
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,質(zhì)量M=4kg的L型木板AB靜止放在光滑的水平面上,木板右端D點(diǎn)固定著一根輕質(zhì)彈簧,C點(diǎn)時彈簧的自由端,CD段木板時光滑的,其他部分是粗糙的.質(zhì)量m=1kg的小木塊(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在木板的左端,與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.現(xiàn)對木板AB施加水平向左F=14N的恒力,當(dāng)作用1s后撤去F,這時小木塊也剛好到達(dá)彈簧的自由端C點(diǎn),取g=10m/s2 . 則:
(1)彈簧的自由端C點(diǎn)到木板左端的距離為多少?
(2)小木塊在壓縮彈簧的過程中,彈簧獲得的最大彈性勢能EP0為多少?
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