分析 (1)先要判斷鐵塊能否木箱一起加速.由整體法求得加速度,再隔離物塊求出兩者相對靜止時的最大加速度,從而判斷出鐵塊與木箱相對運動,即可根據(jù)牛頓第二定律求箱子的加速度.
(2)由速度公式求出2s末箱子的速度,由位移公式求出箱子在2s內(nèi)的位移.對鐵塊,由牛頓第二定律求出勻加速運動的加速度.由速度公式求出2s末的速度,由位移公式求出2s內(nèi)的位移.撤去F后,當箱子與鐵塊的位移等于x=2m時,鐵塊與箱子發(fā)生碰撞,由位移關系求出撤去F后到兩者相撞的時間,由速度公式求出碰撞前兩者的速度,再由動量守恒定律求碰后的共同速度.
解答 解:(1)假設箱子和鐵塊一起加速運動,由整體法得整體的加速度 a0=$\frac{F}{M+m}$=$\frac{10}{4+2}$=$\frac{5}{3}$m/s2.
鐵塊的最大加速度為 am=$\frac{μmg}{m}$=μg=1m/s2
因為am<a0,所以箱子和鐵塊發(fā)生相對滑動
對箱子,由牛頓第二定律得箱子的加速度:a1=$\frac{F-μmg}{M}$=$\frac{10-0.1×2×10}{4}$=2m/s2
(2)在2s末,箱子的末速度大小為:v1=a1t=2×2=4m/s
箱子的位移:x1=$\frac{1}{2}$a1t2=$\frac{1}{2}$×2×22m=4m
對鐵塊:加速度 a2=$\frac{μmg}{m}$=μg=1m/s2
在2s末,鐵塊的末速度大小為:v2=a2t=1×2=2m/s
鐵塊的位移:x2=$\frac{1}{2}$a2t2=$\frac{1}{2}$×1×22m=2m
可知 x1-x2=x
則2s末鐵塊和箱子相碰,兩者將結合在一起.
取向右為正方向,設碰后共同速度為v,根據(jù)動量守恒定律得:Mv1+mv2=(M+m)v
可得:v≈3.3m/s
答:
(1)在2s內(nèi)箱子的加速度為2m/s2.
(2)最后,箱子與鐵塊的速度均為3.3m/s.
點評 該題將牛頓運動定律與動量守恒定律結合起來,關鍵要分析清楚物體的運動過程,抓住碰撞過程的基本規(guī)律進行求解.
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | P1的半徑大于P2的半徑 | B. | P1的質(zhì)量比P2的質(zhì)量小 | ||
C. | S1的線速度比S2的線速度大 | D. | S1的公轉(zhuǎn)周期比S2的大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 圖是用來研究渦流現(xiàn)象的實驗電路 | |
B. | 開關S閉合瞬間,燈泡A立即亮起來 | |
C. | 開關S斷開瞬間,P點電勢比Q點電勢高 | |
D. | 干電池的左端為電源的正極 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 質(zhì)點做勻速直線運動,速度為0.5m/s | |
B. | 質(zhì)點做勻加速直線運動,加速度為0.5m/s2 | |
C. | 質(zhì)點在第1s內(nèi)的平均速度為1.0m/s | |
D. | 質(zhì)點在第1s末的速度為1.0m/s |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 飛機輪胎用導電橡膠制成是為了避免靜電對飛機造成危害 | |
B. | 探測地雷的探測器是利用靜電現(xiàn)象來工作的 | |
C. | 利用渦流可以冶煉高質(zhì)量的合金 | |
D. | 在變壓器中減小渦流損失能量的途徑之一是減小鐵芯材料的電阻率 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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