5.在光滑水平面上,有一質(zhì)量m1=20kg的小車,通過一根幾乎不能伸長的輕繩與另一質(zhì)量為m2=25kg的拖車相連接.一質(zhì)量為m3=15kg的物體放在拖車的平板上.物體與平板間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2.開始時,拖車靜止,繩未拉緊(如圖所示),小車以v0=3m/s的速度向前運(yùn)動,求:
(1)當(dāng)m1、m2、m3以同一速度前進(jìn)時,速度的大小.
(2)物體在拖車平板上移動的距離.
(3)物體在拖車平板上滑動的時間.

分析 (1)將小車、拖車和物體三個物體看成一系統(tǒng),在水平方向上動量守恒,根據(jù)動量守恒定律求出三者一起運(yùn)動的速度大。
(2)輕繩從伸直到拉緊的時間極短,在此過程中,小車與拖車在水平方向上動量守恒,根據(jù)動量守恒求出小車和拖車的共同速度,然后物體在拖車上發(fā)生相對滑動,根據(jù)動能定理求出拖車和小車整體與物體的位移,從而求出它們的相對位移.
(3)對物塊由動量定理即可求出其加速的時間.

解答 解:(1)在繩開始拉緊到m1、m2、m3以同一速度運(yùn)動的過程中,總動量守恒,選取向右為正方向,則:
m1v0=(m1+m2+m3)v…①
代入數(shù)據(jù)解得v=1.0m/s
(2)由于“繩幾乎不可伸長”,意為小車與拖車作用時間極短,繩中張力很大.相比之下,m2與m3之間的摩擦力可忽略不計(jì),而且在此過程中,m3幾乎沒有移動.輕繩張緊過程中,小車與拖車瞬時達(dá)到相同速度,動量守恒,有:
m1v0=(m1+m2)v1…②
接著m3和m2因滑動摩擦力作用發(fā)生相對位移,最后以共同速度v運(yùn)動,根據(jù)能量守恒定律:
$μ{m}_{3}g△s=\frac{1}{2}({m}_{1}+{m}_{2}){v}_{1}^{2}-\frac{1}{2}({m}_{1}+{m}_{2}+{m}_{3}){v}^{2}$…③
由②③式可解得:△s3=0.33m 
(3)物塊m3因滑動摩擦力在發(fā)生相對位移的過程中,對其應(yīng)用動量定理得:
μm3gt=m3v
代入數(shù)據(jù)得:t=0.5s
答:(1)當(dāng)m1、m2、m3以同一速度前進(jìn)時,速度的大小是1.0m/s.
(2)物體在拖車平板上移動的距離是0.33m.
(3)物體在拖車平板上滑動的時間是0.5s.

點(diǎn)評 本題綜合運(yùn)用了動量守恒定律、動能定理等知識點(diǎn),綜合性強(qiáng),關(guān)鍵要合理地選擇研究的系統(tǒng),研究的過程,運(yùn)用合適的定律進(jìn)行求解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

9.如圖,將半徑為R的透明半球體放在水平桌面上方,O為球心,直徑恰好水平,軸線OO′垂直于水平桌面.位于O點(diǎn)正上方某一高度處的點(diǎn)光源S發(fā)出一束與OO′,夾角θ=60°的單色光射向半球體上的A點(diǎn),光線通過半球體后剛好垂直射到桌面上的B點(diǎn),已知O′B=$\frac{\sqrt{3}}{2}$R,光在真空中傳播速度為c,不考慮半球體內(nèi)光的反射,求:
(i)透明半球?qū)υ搯紊獾恼凵渎蕁;
(ii)該光在半球體內(nèi)傳播的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.在做“測繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材:
A.小燈泡(3V,1.5W)             
B.電壓表(量程3V,內(nèi)阻20千歐)
C.電壓表(量程15V,內(nèi)阻50千歐)   
D.電流表(量程3A,內(nèi)阻0.2歐)
E.電流表(量程0.6A,內(nèi)阻1歐)     
F.滑動變阻器(0-100歐,0.5A)
G.滑動變阻器(0-10歐,2A)       
H.學(xué)生電源(電動勢4V,內(nèi)阻不計(jì))
I.電鍵及導(dǎo)線若干
實(shí)驗(yàn)中要求用在小燈泡上的電壓從零開始調(diào)節(jié)且在不超過小燈泡額定電壓的情況下盡可能精確的多測幾組對應(yīng)的U、I值,則:
①上述器材中電壓表應(yīng)選擇B;電流表應(yīng)選擇E;滑動變阻器應(yīng)選擇G.(用器材前面的字母代號表示)
②在方框中作出實(shí)驗(yàn)的電路圖.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.把正方形導(dǎo)線圈用細(xì)線掛在通電導(dǎo)線附近,使兩者在同一平面內(nèi),其中直導(dǎo)線固定,線圈可以自由活動,如圖所示,當(dāng)正方形導(dǎo)線圈通以圖示方向的電流時,線圈將(  )
A.發(fā)生轉(zhuǎn)動,同時離開導(dǎo)線ABB.發(fā)生轉(zhuǎn)動,同時靠近導(dǎo)線AB
C.離開導(dǎo)線ABD.靠近導(dǎo)線AB

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

20.做勻變速直線運(yùn)動物體,取初速度方向?yàn)檎较颍畯拈_始計(jì)時后第4s內(nèi)的位移是3.3m,第5s內(nèi)的位移是2.7m.那么此物體運(yùn)動的加速度是-0.6m/s2,第4s 末物體運(yùn)動的瞬時速度是3m/s,它在第1s內(nèi)的位移是5.1m,計(jì)時時刻的初速度v0=5.4m/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.在物理學(xué)理論建立的過程中,有許多未答的科學(xué)家做出了貢獻(xiàn).關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn),下列說法正確的是( 。
A.開普勒進(jìn)行了“月一地檢驗(yàn)”,說明月球和地面上的物體受到的引力遵循同樣的規(guī)律
B.伽利略不畏權(quán)威,通過“理想斜面實(shí)驗(yàn)”,科學(xué)地推理出“力不是維持物體運(yùn)動的原因”
C.安培發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象,使人類從蒸汽機(jī)時代步入了電氣化時代
D.庫侖認(rèn)為在電荷的周圍存在著由它產(chǎn)生的電場,并提出用電場線簡潔地描述電場

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

17.在探究“決定導(dǎo)體電阻的因素”實(shí)驗(yàn)中,我們經(jīng)常用到刻度尺、游標(biāo)卡尺、螺旋測微器、電壓表、電流表等測量工具.
某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)想測量某電阻絲的電阻率.
①同學(xué)們截取了約1m長的電阻絲,首先利用多用電表的歐姆擋粗測其阻值,下列操作或說法中正確的是CD
A.測量前檢查表針是否停在左端的“0”位置,如不在則要進(jìn)行歐姆調(diào)零
B.若用歐姆表“×l”擋測量,指針恰好在刻度30~50的正中,則待測電阻為40Ω
C.若用歐姆表“×10”擋測量,指針偏轉(zhuǎn)角度過大,應(yīng)換成“×1”擋
D.每次改變不同倍率的歐姆檔后都要重新進(jìn)行歐姆調(diào)零
②若同學(xué)們粗測得該段電阻絲的阻值約為3Ω,然后用伏安法測定電阻絲的阻值,再利用公式$ρ=\frac{RS}{L}$求得電阻絲的電阻率ρ.可供選擇的器材如下:
A.量程0.6A,內(nèi)阻0.5Ω的電流表
B.量程3A,內(nèi)阻0.1Ω的電流表
C.量程3V,內(nèi)阻6kΩ的電壓表
D.量程15V,內(nèi)阻30kΩ的電壓表
E.阻值為0~1kΩ,額定電流為0.5A的滑動變阻器
F.阻值為0~10Ω,額定電流為1A的滑動變阻器
G.6V蓄電池
H.電鍵一個、導(dǎo)線若干
實(shí)驗(yàn)中要求金屬絲的發(fā)熱功率不超過0.75W,電流表應(yīng)選用A;電壓表應(yīng)選用C;滑動變阻器應(yīng)選用F.(請?zhí)顚憘溥x器材前的字母)

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14.一個做勻速直線運(yùn)動的物體,從某時刻起做勻減速運(yùn)動直到靜止,設(shè)連續(xù)通過三段位移的時間分別是3s、2s、1s,這三段位移的大小之比和這三段位移上的平均速度之比分別是( 。
A.1:2:3         1:1:1B.33:23:1       32:22:1
C.1:23:33       1:22:32D.5:3:1        3:2:1

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15.浙江百丈漈瀑布是全國單體落差最高的瀑布.第一漈207米,第二漈68米,第三漈12米,三漈相加是287米,折合古時魯班尺是一百丈多17米,故名百丈漈.假設(shè)忽略上游水的初速度和空氣的阻力,那么,水僅僅下落第一漈后的速度大約是( 。
A.63m/sB.76m/sC.6.3m/sD.44m/s

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同步練習(xí)冊答案