分析 (1)先判斷二者的運動關(guān)系,然后由牛頓第二定律和運動學(xué)公式即可求出速度;
(2)由動量定理求出m的速度,然后假設(shè)二者有相對運動,求出M的速度,并判斷假設(shè)是否正確,最后由運動學(xué)公式求出木板的位移;
(3)由動量守恒定律求出二者的共同速度,然后由功能關(guān)系即可求出.
解答 解:(1)由圖知O到t1時段內(nèi)外力恒為Fl=6N
對m由牛頓第二定律可得:F-μmg=ma
得:a=1m/s2,
對M由牛頓第二定律得:μmg=Ma1
得:a1=4 m/s2
因a<a1,這顯然是不可能的,故二者在此時段內(nèi)不會發(fā)生相對滑動,整體一起勻加速運動由牛頓第二定律得:
F=(M+m)a0
由運動學(xué)公式:v0=a0t1
所以:a0=2 m/s2,v0=1m/s
(2)設(shè)二者在0.5s到2.5s內(nèi)有相等滑動,又在0.5s到2.5s時段內(nèi)外力F是變化的,對m由動量定理得:$\overline{F}t-μmg{t}_{2}=m{v}_{1}-m{v}_{0}$
代入數(shù)據(jù)得:v1=13m/s
若M一直在摩擦作用下加速,由v2=v0+a1t2
知:v2=9 m/s
由v2<v1知假設(shè)成立,故木板的位移為x=$\frac{1}{2}{a}_{0}{t}_{1}^{2}+\frac{{v}_{0}+{v}_{2}}{2}•{t}_{2}$,
代入數(shù)據(jù)得:x=10.25m
(3)撤去外力后系統(tǒng)在水平方向上不受外力動量守恒,選取向右為正方向,由動量守恒定律得:
mv1+Mv2=(M+m)v
代入數(shù)據(jù)得:v=$\frac{35}{3}$ m/s
于是Q=$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}+\frac{1}{2}M{v}_{2}^{2}-\frac{1}{2}(M+m){v}^{2}$,
代入數(shù)據(jù)得:Q=$\frac{16}{3}$J=5.33J
答:(l)0.5s時物塊的速度是1m/s;
(2)2.5s時長木板相對于初始位置的位移是10.25m;
(3)撤去外力后系統(tǒng)的生熱量是5.33J.
點評 本題考查了動量守恒的應(yīng)用以及牛頓第二定律、運動學(xué)公式的基本運用,涉及的運動過程相對復(fù)雜,在解答的過程中要正確把握是哪一個物體的運動,以及各自的運動特點與規(guī)律.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電梯勻速下降過程 | |
B. | 起重機吊起重物過程 | |
C. | 沿光滑斜面自由下滑的物體,只有重力對物體做功,機械能守恒 | |
D. | 考慮阻力條件下滑雪者沿斜面下滑過程 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 氣體內(nèi)能增加20J | B. | 氣體內(nèi)能增加小于20J | ||
C. | 氣體內(nèi)能增加可能大于20J | D. | 氣體內(nèi)能可能不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 兩板間電壓的最大值 | |
B. | 兩板間電壓的最小值 | |
C. | 能夠從CD邊射出的粒子在磁場中運動的最長時間 | |
D. | 能夠從CD邊射出的粒子在磁場中運動的最短時間 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 小球在擺動過程中受到的合力始終指向圓心O點,提供向心力 | |
B. | 在最高點A、B,因小球的速度為零,所以小球受到的合外力為零 | |
C. | 小球在最低點C所受的合外力即為向心力 | |
D. | 小球在最低點C繩子的拉力與小球的重力大小相等 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 電子繞核旋轉(zhuǎn)可能的軌道是不連續(xù)的,原子可能的能量也是不連續(xù)的 | |
B. | 電子繞核旋轉(zhuǎn)時不輻射電磁波,原子是穩(wěn)定的,原子光譜是線狀譜 | |
C. | 量子數(shù)n增大,則電子繞核旋轉(zhuǎn)的半徑增大,動能減小,電勢能增大,動能和電勢能之和不變 | |
D. | En代表電子繞核旋轉(zhuǎn)的動能,由rn=n2r1、En=$\frac{{E}_{1}}{{n}^{2}}$可知量子數(shù)n增大,則rn增大,En減小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電視機銘牌上所標的“額定電壓220V”指的是交流電壓的峰值 | |
B. | 交流發(fā)電機發(fā)出的電流方向不變 | |
C. | 遠距離輸電要用高電壓,是為了減少輸電線上的電能損失 | |
D. | 升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 當t=0.5s時質(zhì)點b、c的位移相同 | |
B. | 當t=0.6s時質(zhì)點a速度沿y軸負方向 | |
C. | 當t=0.7s時質(zhì)點e的位移為5cm | |
D. | 質(zhì)點d在這段時間內(nèi)通過的路程為20cm |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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