【題目】如圖所示，水平地面上有一質(zhì)量為M=2m的箱子，在水平向右的拉力作用下，以速率v0向右做勻速直線運動，箱內(nèi)底面上緊靠左端面處有一質(zhì)量為m光滑的小球，小球到車右端面的距離為L，箱子與地面之間動摩擦因數(shù)為μ。某時刻撤去水平拉力，經(jīng)一段時間小球與車的右端面相撞。已知小球與箱子碰撞時間極短且碰撞后不再分離，重力加速度g。求：

（1）撤去水平向右的拉力時，箱子的加速度大小a1；

（2）初速度v0滿足什么關(guān)系時，小球與箱子右端碰撞前箱子已經(jīng)停下；

（3）當時，箱子向右運動的總位移s。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

（1）對箱子：其受力圖如圖所示

由牛頓第二定律得

f=Ma1①

N2=N1+Mg②

由摩擦力公式得

f=μN2③

對小球：地面對它支持力

N1′=mg④

由牛頓第三定律得

N1=N1′，方向相反⑤

由①②③④⑤得

⑥

（2）若小球未與箱子右端面相碰前箱子停下，設(shè)箱子運動s1距離停下，所用時間為t1，由運動學(xué)公式有

⑦

⑧

設(shè)這段時間小球運動位移s2，則

⑨

這段時間內(nèi)小球相對箱子移動的距離

⑩

依題意得

Δs≤L

由⑩得

（3）當時，小球與箱子右端面相碰前，箱子未停下。設(shè)經(jīng)過時間t1′小球與箱子右端面相碰，此過程箱子運動位移為s1′，碰前速度為v1，碰后共同速度為v，由運動學(xué)公式

這段時間內(nèi)小球位移

s2′=v0t1′

依題意得

s2′-s1′=L

小球與箱子相碰過程系統(tǒng)動量守恒

mv0+Mv1=(m+M)v

設(shè)：此后小球與箱子一起運動的位移為s1″，由動能定理得

所以箱子向右運動的總位移

由⑥解得

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一小車上有一個固定的水平橫桿，左邊有一輕桿與豎直方向成α角并與橫桿固定，下端連接一小鐵球，橫桿右邊用一根輕質(zhì)細線吊一小鐵球，當小車向右運動時，細線保持與豎直方向成θ角， θ>α則下列說法正確的是（ ）

A.輕桿對小球的彈力方向一定不與細線平行

B.輕桿對小球的彈力方向可能沿著輕桿方向向上

C.此時小車一定是做加速運動

D.此時小車的加速度大小為gtanθ

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，勻強電場的場強E=3×105V/m，A、B兩點相距0.2m，兩點連線與電場的夾角是60°，下列說法正確的是（ ）

A. 電荷量q=+2×10-4C的電荷從A點運動到B點電勢能增大6J

B. 電荷量q=-2×10-4C的電荷從A點運動到B點電場力做功為-6J

C. 若取A點的電勢為0，則B點的電勢φB=3×104V

D. A、B兩點間的電勢差是UAB=6×104V

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一質(zhì)量為m的運動員托著質(zhì)量為M的重物從下蹲狀態(tài)（圖甲）緩慢運動到站立狀態(tài)（圖乙），該過程重物和人的肩部相對位置不變，運動員保持乙狀態(tài)站立△t時間后再將重物緩慢向上舉，至雙臂伸直（圖丙）。甲到乙、乙到丙過程重物上升高度分別為h1、h2，經(jīng)歷的時間分別為t1、t2，則

A. 地面對運動員的沖量為(M+m)g(t1+t2+△t)，地面對運動員做的功為0

B. 地面對運動員的沖量為(M+m)g(t1+t2)，地面對運動員做的功為(M+m)g(h1+h2)

C. 運動員對重物的沖量為Mg(t1+t2+△t)，運動員對重物做的功為Mg(h1+h2)

D. 運動員對重物的沖量為Mg(t1+t2)，運動員對重物做的功為0

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角θ=37°的斜面固定在水平面上。質(zhì)量m=1.0kg的小物塊受到沿斜面向上的F=9.0N的拉力作用，小物塊由靜止沿斜面向上運動，斜面足夠長。小物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25。（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

（1）求小物塊運動過程中所受摩擦力的大小

（2）求在拉力的作用過程中，小物塊加速度的大小

（3）若在小物塊沿斜面向上運動0.80m時，將拉力F撤去，求此后小物塊沿斜面向上運動的最大距離

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球，從O點以和水平方向成α角的初速度v0拋出，當達到最高點A時，恰進入一勻強電場中，如圖，經(jīng)過一段時間后，小球從A點沿水平直線運動到與A相距為S的A′點后又折返回到A點，緊接著沿原來斜上拋運動的軌跡逆方向運動又落回原拋出點（重力加速度為g，θ未知），求：

（1）該勻強電場的場強E的大��；

（2）從O點拋出又落回O點所需的時間

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，兩平行金屬板A、B水平放置，兩極板的長度L=80cm，兩板間的距離d=20cm。電源電動勢E=24V，內(nèi)電阻r=1Ω，電阻R=15Ω，滑動變阻器的最大阻值為20Ω．閉合開關(guān)S，待電路穩(wěn)定后，將一帶負電的小球從A、B兩金屬板左端正中間位置M處以初速度v0=8m/s水平向右射入兩板間，恰能沿直線射出。若小球帶電量為q=1×10-2C，質(zhì)量為m=2×10-2kg，不考慮空氣阻力，重力加速度g=10m/s2．求此時：

（1）滑動變阻器接入電路的阻值；

（2）當滑動變阻器阻值多大時，滑動變阻器消耗的功率最大？此時滑動變阻器消耗的功率是多少？

（3）若使小球能從極板間射出，則滑動變阻器接入電路的阻值范圍為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】完全相同的三塊木板并排固定在水平面上,一顆子彈以速度v水平射入,若子彈在木塊中做勻減速直線運動,且穿過第三塊木塊后子彈速度恰好為零,則子彈依次剛射入每塊木塊時的速度之比和穿過每塊木塊所用的時間之比正確的是()

A.v1：v2：v3=3：2：1B.v1：v2：v3= ：：1

C.t1：t2：t3= ：：1D.t1：t2：t3= 1：：

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組同學(xué)利用電磁打點計時器做“測定勻變速直線運動的加速度”的實驗。裝置如圖甲所示，在調(diào)整好儀器后，正確操作得到點跡清晰的紙帶。

(1)關(guān)于該實驗，下列說法正確的是_______

A.打點時先釋放紙帶再接通電源

B.應(yīng)使重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

C.應(yīng)消除小車和長木板間的摩擦阻力的影響

D.應(yīng)調(diào)整滑輪高度使連接小車的細繩與長木板平行

(2)如圖乙所示是某同學(xué)一次實驗得到小車運動情況的紙帶，他進行如下數(shù)據(jù)處理：在紙帶上連續(xù)選取六個計時點A、B、C、D、E、F并測得A、C兩點間的距離為x1，B、D兩點間的距離為x2，已知打點計時器所用的交流電源的頻率為f，則打點計時器在紙帶上打下B點時小車運動的瞬時速度大小vB=_____；小車運動的加速度a=_______。

(3)如圖丙、丁所示是兩位同學(xué)用同一組實驗數(shù)據(jù)，分別作出的小車運動v—t圖像，你認為作圖正確的是________。

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