12.一輛小車在光滑的水平面上以v1=1m/s的速度向右運(yùn)動,小車的質(zhì)量為M=l00kg,如圖所示,一質(zhì)量為m=50kg的人從小車的右端迎面跳上小車,接觸小車前的瞬間人的水平速度大小為V2=5.6m/s.求:
(1)人跳上小車后,人和小車共同速度的大小和方向:
(2)跳上小車的過程中,人對小車做的功.
(3)相對小車靜止后,人相對車以水平向右1m/s的速度跳下小車,小車的速度.

分析 (1)人跳上小車的過程中,人和車系統(tǒng)動量守恒,根據(jù)動量守恒定律求解共同速度的大小和方向;
(2)對小車,運(yùn)用動能定理列式求解人跳上小車的過程中人對小車做的功.
(3)再由動量守恒定律求人跳下小車后小車的速度.

解答 解:(1)設(shè)人跳上小車后,人和小車的共同速度為v,以向右為正方向,根據(jù)動量守恒定律得:
  Mv1-mv2=(M+m)v                                       
代入數(shù)據(jù)得:v=$\frac{M{v}_{1}-m{v}_{2}}{M+m}$=$\frac{100×1-50×5.6}{100+50}$m/s=-1.2m/s    
即人跳上小車后,人和小車的共同速度的大小為1.2m/s,方向水平向左.
(2)人跳上小車的過程中,根據(jù)動能定理得人對小車做的功為:
  W=$\frac{1}{2}$Mv2-$\frac{1}{2}$Mv12                                     
代入數(shù)據(jù)得:W=$\frac{1}{2}$×100×(1.22-12)J=22J 
(3)設(shè)人相對車以水平向右1m/s的速度跳下小車后,小車的速度為v′.       
根據(jù)動量守恒定律得:
  (M+m)v=Mv′+m(v′+1)
代入數(shù)據(jù)解得 v′=-2.6m/s,方向向左                      
答:
(1)人跳上小車后,人和小車的共同速度的大小為1.2m/s,方向水平向左.
(2)人跳上小車的過程中,人對小車做的功為22J
(3)小車的速度為2.6m/s,方向向左.

點評 解決該題關(guān)鍵要能分析運(yùn)動過程,確定研究對象,根據(jù)系統(tǒng)動量守恒研究,要注意速度的參照物必須對地面.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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20.下列表述中符合實際情況的是( 。
A.小球從教室二樓窗戶外自由下落到地面,時間約為1s
B.小明將一個雞蛋舉過頭頂,克服重力做功約為10J
C.小華正常步行的速度約為10m/s
D.小強(qiáng)正常上樓時的功率約為10kW

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1.甲、乙兩物體在同一條直線上同時同地沿同一方向運(yùn)動.甲以6m/s的速度做勻速直線運(yùn)動,乙做初速度為為零、加速度為2m/s2的勻加速直線運(yùn)動.則下列說法中正確的有(  )
A.根據(jù)題意可知,乙物體在追甲物體
B.自開始運(yùn)動3s時,甲乙兩物體之間距離相距最遠(yuǎn)
C.甲乙兩物體相遇之前最遠(yuǎn)距離為9m
D.甲乙兩物體相遇之前最遠(yuǎn)距離為8m

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

18.如圖所示的電路中,電源的電動勢為1.5V,內(nèi)阻1Ω,兩定值電阻的阻值分別為R1=1Ω和R2=4Ω,開關(guān)S閉合后,電路中的電流為0.25A,a、b間的電壓為1V.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.如圖所示,物體在豎直向上的F力作用下靠墻靜止,對物體受力分析正確的是( 。
A.物體受四個力作用B.物體與墻壁間可能存在摩擦力
C.物體與墻壁間一定存在彈力D.物體一定受兩個力作用

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.如圖所示,一光滑寬闊的斜面,傾角為θ,高為h.現(xiàn)有一小球在A處以水平速度v0射出,最后從B處離開斜面,下面說法中正確的是(  )
A.小球的運(yùn)動軌跡為拋物線
B.小球的加速度為gsinθ
C.小球到達(dá)B點的時的速度為$\sqrt{2gh}$
D.小球到達(dá)B點時小球的水平位移為$\frac{{v}_{0}}{sinθ}$$\sqrt{\frac{2h}{g}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

4.某同學(xué)利用圖示裝置研究小車的勻變速直線運(yùn)動.
(1)以下關(guān)于實驗操作說法中正確的是AB.
A.打點計時器需要固定在長木板上沒有滑輪的一端
B.先接通打點計時器的電源再釋放小車
C.小車釋放位置距離滑輪越近越好
(2)電火花計時器的工作電壓為220V,使用交流電源(選填“交流”或“直流”),頻率為50Hz;
(3)打出的紙帶如圖乙所示,實驗時紙帶的A端應(yīng)和小車相連接(選填“A“或“G”)
(4)他實驗時將打點機(jī)器接到頻率為50Hz的交流電源上,得到一條紙帶,打出的部分計數(shù)點如圖乙所示(每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點,圖中未畫出)s1=3.59cm,s2=4.41cm,s3=5.19cm,s4=5.97cm,s5=6.78cm,s6=7.64cm,則小車的加速度a=1.0 m/s2(要求充分利用測量的數(shù)據(jù)),打點計時器在打B點時小車的速度vB=0.10 m/s.(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.如圖所示,將小球從傾角為45°的斜面上的P點先后以不同速度向右水平拋出,分別落在斜面上的A點、B點及水平面上的C點,B點為斜面底端,P、A、B、C在水平方面間隔相等,空氣阻力不計,則( 。
A.三次拋球,小球的飛行時間都不相同
B.小球落AB兩點時,小球在落點處的速度方向不相同
C.先后三次拋球,拋球速度大小之比為1:2:3
D.小球落在A、C兩點時,則拋出速度大小之比為$\sqrt{2}$:3

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2.A、B兩物體同時從同-地點出發(fā),運(yùn)動v-t圖象如圖所示,下列說法正確的是( 。
A.t1時刻A、B兩物體相遇B.t1時刻A、B兩物體相距$\frac{1}{2}$v1t1
C.A、B兩物體相遇時vB>2vAD.A、B兩物體相遇時vB=2vA

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同步練習(xí)冊答案