【題目】如圖所示,光滑曲面軌道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小車上表面相平,質(zhì)量為m的小滑塊從光滑軌道上某處由靜止開始滑下并滑上小車,使得小車在光滑水平面上滑動(dòng).已知小滑塊從高為H的位置由靜止開始滑下,最終停到小車上.若小車的質(zhì)量為M,g表示重力加速度,求:

(1)滑塊到達(dá)軌道底端時(shí)的速度大小v0;
(2)滑塊滑上小車后,小車達(dá)到的最大速度v;
(3)該過(guò)程系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能Q.

【答案】
(1)解:滑塊由高處運(yùn)動(dòng)到軌道底端,由機(jī)械能守恒定律得:

mgH= mv02,解得:v0= ;

答:滑塊到達(dá)軌道底端時(shí)的速度大小v0= ;


(2)解:滑塊滑上平板車后,系統(tǒng)水平方向不受外力,動(dòng)量守恒.

小車最大速度為與滑塊共速的速度.滑塊與小車組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,

以滑塊的初速度方向?yàn)檎较,由?dòng)量守恒定律得:

mv0=(m+M)v,解得:v= ;

答:滑塊滑上小車后,小車達(dá)到的最大速度v=


(3)解:由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律可知,系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能,

由能量守恒定律得:Q=mgH﹣ (M+m)v2,解得:Q= ;

答:該過(guò)程系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能Q=


【解析】(1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出滑塊到達(dá)軌道底端時(shí)的速度大小.(2)滑塊滑上小車,當(dāng)兩者速度達(dá)到相同時(shí),小車的速度最大,根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出小車的速度.(3)根據(jù)能量守恒定律求出系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能.
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的機(jī)械能守恒及其條件和動(dòng)量守恒定律,需要了解在只有重力(和彈簧彈力)做功的情形下,物體動(dòng)能和重力勢(shì)能(及彈性勢(shì)能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機(jī)械能的總量保持不變;動(dòng)量守恒定律成立的條件:系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零;系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多;系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個(gè)方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變才能得出正確答案.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為θ=30°的光滑導(dǎo)體滑軌A和B,上端接入一電動(dòng)勢(shì)E=3V、內(nèi)阻不計(jì)的電源,滑軌間距為L(zhǎng)=0.1m,將一個(gè)質(zhì)量為m=0.03kg,電阻R=0.5Ω的金屬棒水平放置在滑軌上,若滑軌周圍存在著垂直于滑軌平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng),當(dāng)閉合開關(guān)S后,金屬棒剛好靜止在滑軌上,求滑軌周圍空間的磁場(chǎng)方向和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大。ㄖ亓铀俣热=10m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一質(zhì)量為0.5kg的小物塊放在水平地面上的A點(diǎn),距離A點(diǎn)5m的位置B處是一面墻,如圖所示.物塊以v0=9m/s的初速度從A點(diǎn)沿AB方向運(yùn)動(dòng),在與墻壁碰撞前瞬間的速度為7m/s,碰后以6m/s的速度反向運(yùn)動(dòng).g取10m/s2

(1)求物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)若碰撞時(shí)間為0.05s,求碰撞過(guò)程中墻面對(duì)物塊平均作用力的大小F.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖(a),圓形線圈P靜止在水平桌面上,其正上方懸掛一相同的線圈Q,P和Q共軸,Q中通有變化電流,電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖(b)所示,P所受的重力為G,桌面對(duì)P的支持力為FN , 則( )

①t1時(shí)刻FN>G ②t2時(shí)刻FN>G
③t3時(shí)刻FN<G ④t4時(shí)刻FN=G.
A.①②
B.①③
C.①④
D.②③④

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩塊小木塊A和B,中間夾上輕彈簧,用線扎在一起,放在光滑的水平臺(tái)面上,燒斷線,彈簧將木塊A、B彈出,最后落到水平地面上,根據(jù)圖中的有關(guān)數(shù)據(jù),可以判定下列說(shuō)法中正確的有(彈簧原長(zhǎng)遠(yuǎn)小于桌面長(zhǎng)度)( )

A.木塊A先落到地面上
B.彈簧推木塊時(shí),兩木塊加速度之比aA:aB=1:2
C.從燒斷線時(shí)到兩木塊滑離桌面前,兩木塊各自所受合沖量之比IA:IB=1:2
D.兩木塊在空中飛行時(shí)所受的沖量之比I′A:I′B=2:1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B= T,單匝矩形線圈面積S=1m2 , 電阻r= Ω,繞垂直于磁場(chǎng)的軸OOˊ勻速轉(zhuǎn)動(dòng).線圈通過(guò)電刷與一理想變壓器原線圈相接.V為理想交流電壓表,A1、A2 為理想交流電流表,L1、L2為兩個(gè)完全相同的電燈泡,標(biāo)稱值為“20V,30W”,且均正常發(fā)光,電流表A1的示數(shù)為1.5A.則 以下說(shuō)法正確的是( 。

A.電流表A1、A2的示數(shù)之比2:1
B.理想電壓表原副線圈的匝數(shù)之比2:1
C.線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω=120rad/s
D.電壓表的示數(shù)為40 V

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,虛線和實(shí)線分別為甲乙兩個(gè)彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的圖象,已知甲乙兩個(gè)振子質(zhì)量相等,則( )

A.甲乙兩振子的振幅分別為2cm、1cm
B.甲、乙兩個(gè)振子的相位差總為π
C.前2秒內(nèi)甲乙兩振子的加速度均為正值
D.第2秒末甲的速度最大,乙的加速度最大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,水平傳送帶的速度保持不變,現(xiàn)將一物體放在傳送帶A,開始時(shí)物體在傳送帶上滑動(dòng),當(dāng)它到達(dá)位置C后隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng),直至傳送到B,則在此過(guò)程中(  )

A. 物體由A運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中始終受水平向左的滑動(dòng)摩擦力

B. 物體在AC段受摩擦力逐漸減小

C. 物體在CB段受水平向右的靜摩擦力

D. 物體在CB段不受摩擦力作用

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量為2kg的物體在40N水平推力作用下,1s內(nèi)沿豎直墻壁從靜止開始下滑3m.求:(取g=10m/s2

(1)物體運(yùn)動(dòng)的加速度;

(2)物體與墻間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(3)若在1s末時(shí)把水平推力改為140N,請(qǐng)通過(guò)分析計(jì)算說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)情況.

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