分析 (1)對(duì)木箱受力分析,運(yùn)用牛頓第二定律即可求出木箱的加速度;
(2)先求出小球離開(kāi)木箱時(shí)木箱的位移,再根據(jù)牛頓第二定律求出小球從木箱上掉下后木箱的加速度,根據(jù)速度位移公式求出木箱的位移,兩個(gè)過(guò)程的總位移即木箱向左運(yùn)動(dòng)的最大位移;
(3)在小球自由下落到地面的時(shí)間內(nèi),木箱先向左減速到0,后反向加速,結(jié)合牛頓第二定律和速度時(shí)間關(guān)系式即可求解小球落到地面時(shí),木箱的速度;
解答 解:(1)小球放到木箱上后相對(duì)地面靜止,
木箱的加速度大。${a}_{1}^{\;}=\frac{F+μ(M+m)g}{M}$=$\frac{50+0.2×11×10}{10}=7.2m/{s}_{\;}^{2}$
方向:水平向左
(2)當(dāng)小球離開(kāi)木箱時(shí),木箱的位移:${x}_{1}^{\;}=0.5m$
木箱的速度大小:${v}_{1}^{\;}=\sqrt{{v}_{0}^{2}-2a{x}_{1}^{\;}}=\sqrt{3.{6}_{\;}^{2}-2×7.2×0.5}$=2.4m/s
小球從木箱上掉下后,木箱的加速度大小:
${a}_{2}^{\;}=\frac{F+μMg}{M}$=$\frac{50+0.2×10×10}{10}$=$7.0m/{s}_{\;}^{2}$
木箱向左繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的位移:${x}_{2}^{\;}=\frac{0-{v}_{1}^{2}}{2{a}_{2}^{\;}}=\frac{0-2.{4}_{\;}^{2}}{2×(-7)}m=0.41m$
小球放到P點(diǎn)后,木箱向左的最大位移:${x}_{m}^{\;}={x}_{1}^{\;}+{x}_{2}^{\;}=0.5+0.41=0.91m$
(3)小球從木箱上掉下后,木箱向左的時(shí)間:${t}_{1}^{\;}=\frac{0-{v}_{1}^{\;}}{-{a}_{2}^{\;}}=\frac{0-2.4}{-7.0}=\frac{2.4}{7}s$
小球自由下落時(shí)間:${t}_{Ⅰ}^{\;}=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.8}{10}}s=0.4s$$>{t}_{1}^{\;}$
所以,木箱已經(jīng)返回向右運(yùn)動(dòng)
返回時(shí)間:${t}_{2}^{\;}={t}_{Ⅰ}^{\;}-{t}_{1}^{\;}=0.4-\frac{2.4}{7}=\frac{0.4}{7}s$
返回的加速度:${a}_{3}^{\;}=\frac{F-μMg}{M}=\frac{50-20}{10}m/{s}_{\;}^{2}=3.0m/{s}_{\;}^{2}$
小球落地時(shí),木箱的速度大。${v}_{2}^{\;}={a}_{3}^{\;}{t}_{2}^{\;}=3.0×\frac{0.4}{7}=0.17m/s$
方向:水平向右
答:(1)小球脫離木箱前,木箱的加速度$7.2m/{s}_{\;}^{2}$,方向水平向左;
(2)小球放到P點(diǎn)后,木箱向左運(yùn)動(dòng)的最大位移為0.91m;
(3)小球落到地面時(shí),木箱的速度為0.17m/s,方向水平向右
點(diǎn)評(píng) 本題采用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合的方法求解,也可以根據(jù)動(dòng)能定理求解木箱向左運(yùn)動(dòng)的最大距離.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 電阻R=$\frac{U}{I}$ | B. | 電流強(qiáng)度I=$\frac{U}{R}$ | C. | 電場(chǎng)強(qiáng)度E=$\frac{F}{q}$ | D. | 電容C=$\frac{Q}{U}$ |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 神州十一號(hào)需要通過(guò)加速才能向“外圈”變軌 | |
B. | 神州十一號(hào)在變軌追趕天宮二號(hào)的過(guò)程中機(jī)械能守恒 | |
C. | 神州十一號(hào)與天宮二號(hào)對(duì)接時(shí)繞地運(yùn)行的速度為零 | |
D. | 神州十一號(hào)在“內(nèi)圈”繞地運(yùn)行的速度小于天宮二號(hào)繞地運(yùn)行的速度 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 3.11A,311V | B. | 2.2A,220V | C. | 2.2A,311V | D. | 3.11A,220V |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 質(zhì)量為2 m的木塊受到四個(gè)力的作用 | |
B. | 當(dāng)F逐漸增大到FT時(shí),輕繩剛好被拉斷 | |
C. | 當(dāng)F逐漸增大到1.5FT時(shí),輕繩還不會(huì)被拉斷 | |
D. | 輕繩剛要被拉斷時(shí),質(zhì)量為m和2 m的木塊間的摩擦力為$\frac{{F}_{T}}{3}$ |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | ![]() | B. | ![]() | C. | ![]() | D. | ![]() |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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