（20分）如圖所示，在光滑的水平面上有一質(zhì)量為m=1kg的足夠長的木板C，在C上放置有A、B兩物體，A的質(zhì)量mA=1kg，B的質(zhì)量為mB=2kg．A、B之間鎖定一被壓縮了的輕彈簧，彈簧儲存的彈性勢能Ep=3J，現(xiàn)突然給A、B一瞬時沖量作用，使A、B同時獲得v0=2m/s的初速度，且同時彈簧由于受到擾動而解除鎖定，并在極短的時間內(nèi)恢復(fù)原長，之后與A、B分離．已知A和C之間的摩擦因數(shù)為μ1=0.2，B、C之間的動摩擦因數(shù)為μ2=0.1，且滑動摩擦力略小于最大靜摩擦力．求：

（1）彈簧與A、B分離的瞬間，A、B的速度分別是多大？
（2）已知在C第一次碰到右邊的固定擋板之前，A、B和C已經(jīng)達(dá)到了共同速度，求在到達(dá)共同速度之前A、B、C的加速度分別是多大及該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？
（3）已知C與擋板的碰撞的碰撞無機(jī)械能損失，求在第一次碰撞后到第二次碰撞前A在C上滑行的距離？

（1）；（2）；（3）0.75m；

解析試題分析：（1）在彈簧彈開兩物體的過程中，由于作用時間極短，對AB彈簧組成的系統(tǒng)由動量和能量守恒定律可得：
          1分
      2分
聯(lián)立解得：     .   2分
（2）對物體B有：     1分
對AC有：         1分
又因?yàn)椋?img src="http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/12/6/inrpc1.png" style="vertical-align:middle;" />          1分
故物體AC的共同加速度為   .   1分
對ABC整個系統(tǒng)來說，水平方向不受外力，故由動量和能量守恒定律可得：
               1分
      2分
解得：           1分
（3）C和擋板碰撞后，先向左勻減速運(yùn)動，速度減至0后向右勻加速運(yùn)動，分析可知，在向右加速過程中先和A達(dá)到共同速度v１，之后AC再以共同的加速度向右勻加速，B一直向右勻減速，最后三者達(dá)共同速度v２后做勻速運(yùn)動。在些過程中由于摩擦力做負(fù)功，故C向右不能一直勻加速至擋板處，所以和擋板再次碰撞前三者已經(jīng)達(dá)共同速度。　
     1分
，解得：    1分
       1分
解得：
       1分
       1分
       1分
故AC間的相對運(yùn)動距離為       1分
考點(diǎn)：動量守恒定律、能量守恒定律、牛頓第二定律應(yīng)用

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示的裝置叫做阿特伍德機(jī)，是阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，用來研究勻變速直線運(yùn)動的規(guī)律。繩子兩端的物體豎直運(yùn)動的加速度大小總是小于自由落體的加速度g，同自由落體相比，下落相同的高度，所花費(fèi)的時間要長，這使得實(shí)驗(yàn)者有較長的時間從容的觀測、研究。已知物體A、B的質(zhì)量相等均為M，，輕繩與輕滑輪間的摩擦不計(jì)，輕繩不可伸長且足夠長，求：

（1）若物體C的質(zhì)量為M/4，物體B從靜止開始下落一段距離的時間與自由落體下落同樣的距離所用時間的比值。
（2）如果連接AB的輕繩能承受的最大拉力為1.2Mg，那么對物體C的質(zhì)量有何要求?

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示的水平轉(zhuǎn)盤可繞豎直軸OO′旋轉(zhuǎn)，盤上水平桿上穿著兩個質(zhì)量均為m=2kg的小球A和B�，F(xiàn)將A和B分別置于距軸rA=0.5m和rB=1m處，并用不可伸長的輕繩相連。已知兩球與桿之間的最大靜摩擦力都是fm=1N。試分析轉(zhuǎn)速ω從零緩慢逐漸增大（短時間內(nèi)可近似認(rèn)為是勻速轉(zhuǎn)動），兩球?qū)S保持相對靜止過程中，在滿足下列條件下，ω的大小。

（1）繩中剛要出現(xiàn)張力時的ω1；
（2）A、B中某個球所受的摩擦力剛要改變方向時的ω2，并指明是哪個球的摩擦力方向改變；
（3）兩球?qū)S剛要滑動時的ω3。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(15分）石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強(qiáng)度及超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)熱等非凡的物理化學(xué)性質(zhì)有望使21世紀(jì)的世界發(fā)生革命性的變化，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎。用石墨烯制作超級纜繩，人類搭建“太空電梯”的夢想有望在本世紀(jì)實(shí)現(xiàn)。科學(xué)家們設(shè)想，通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉沿著這條纜繩運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換。

（1）若”太空電梯”將貨物從赤道基站運(yùn)到距地面高度為h1的同步軌道站，求軌道站內(nèi)質(zhì)量為m1的貨物相對地心運(yùn)動的動能。設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為ω，地球半徑為R。
（2）當(dāng)電梯倉停在距地面高度h2 = 4R的站點(diǎn)時，求倉內(nèi)質(zhì)量m2 = 50kg的人對水平地板的壓力大小。取地面附近重力加速度g = 10m/s2，地球自轉(zhuǎn)角速度ω = 7.3×10-5rad/s，地球半徑R = 6.4×103km。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，勁度系數(shù)k=20.0N/m的輕質(zhì)水平彈簧右端固定在足夠長的水平桌面上，左端系一質(zhì)量為M=2.0kg的小物體A，A左邊所系輕細(xì)線繞過輕質(zhì)光滑的定滑輪后與輕掛鉤相連。小物塊A與桌面的動摩擦因數(shù)μ=0.15，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力�，F(xiàn)將一質(zhì)量m=1.0kg的物體B掛在掛鉤上并用手托住，使滑輪右邊的輕繩恰好水平伸直，此時彈簧處在自由伸長狀態(tài)。釋放物體B后系統(tǒng)開始運(yùn)動，取g=10m/s2。

（1）求剛釋放時物體B的加速度a；
（2）求小物塊A速度達(dá)到最大時彈簧的伸長量x1；
（3）已知彈簧彈性勢能，x為彈簧形變量，求整個過程中小物體A克服摩擦力年做的總功W。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

滑草是一項(xiàng)前衛(wèi)運(yùn)動，和滑雪一樣能給運(yùn)動者帶來動感和刺激。如圖所示，人坐在滑草車上從斜坡的高處A點(diǎn)由靜止開始自由滑下，滑到斜坡的底端B點(diǎn)后沿水平的滑道再滑行一段距離到C點(diǎn)停下來。若某人和滑草車的總質(zhì)量m=60kg，滑草車與斜坡滑道、滑草車與水平滑道間的動摩擦因數(shù)相等，μ=0.2，斜坡的傾角θ=15º。整個運(yùn)動過程中，除滑草車與滑道之間的摩擦外，不計(jì)其它方面的能量損失，重力加速度g取10m/s2。（sin15º≈0.26，cos15º≈0.97）求：

（1）人與滑草車在斜坡上滑動時的加速度大小為多少？
（2）若斜坡滑下的距離AB長為L=40m，則人與滑草車在水平滑道上滑行的最大距離為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(18分) 如圖，豎直平面內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)大小E=10N／c，在y≥0的區(qū)域內(nèi)還存在垂直于坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.5T一帶電量、質(zhì)量的小球由長的細(xì)線懸掛于點(diǎn)小球可視為質(zhì)點(diǎn)，現(xiàn)將小球拉至水平位置A無初速釋放，小球運(yùn)動到懸點(diǎn)正下方的坐標(biāo)原點(diǎn)時，懸線突然斷裂，此后小球又恰好能通過點(diǎn)正下方的N點(diǎn)。(g=10m／s)，求：

(1)小球運(yùn)動到點(diǎn)時的速度大�。�
(2)懸線斷裂前瞬間拉力的大�。�
(3)間的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖，POQ是折成60°角的固定于豎直平面內(nèi)的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌關(guān)于豎直軸線對稱，OP＝OQ＝L．整個裝置處在垂直導(dǎo)軌平面向里的足夠大的勻強(qiáng)磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時間變化規(guī)律為B＝B0－kt(其中k為大于0的常數(shù))．一質(zhì)量為m、長為L、電阻為R、粗細(xì)均勻的導(dǎo)體棒鎖定于OP、OQ的中點(diǎn)a、b位置．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度變?yōu)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/16/c/13dy73.png" style="vertical-align:middle;" />B0后保持不變，同時將導(dǎo)體棒解除鎖定，導(dǎo)體棒向下運(yùn)動，離開導(dǎo)軌時的速度為v．導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌始終保持良好接觸，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g．求導(dǎo)體棒：

⑴解除鎖定前回路中電流的大小及方向；
⑵滑到導(dǎo)軌末端時的加速度大��；
⑶運(yùn)動過程中產(chǎn)生的焦耳熱．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（14分）如圖甲所示，光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30m．導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)，其間接有定值電阻R=0.40導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量為m="0.10" kg、電阻r="0.20" 的金屬桿ab，整個裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場中，磁場方向豎直向下．利用一外力F沿水平方向拉金屬桿ab，使之由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時采集并輸入電腦，電腦屏幕描繪出U隨時間t的關(guān)系如圖乙所示．求：
（1）金屬桿加速度的大小；
（2）第2s末外力的瞬時功率，

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同步練習(xí)冊答案