【題目】如圖所示，質(zhì)量M＝4 kg的滑板B靜止放在光滑水平面上，滑板右端固定一根輕質(zhì)彈簧，彈簧的自由端C到滑板左端的距離L＝0.5 m，可視為質(zhì)點(diǎn)的小木塊A質(zhì)量m＝1 kg，原來(lái)靜止于滑板的左端，滑板與木塊A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2。當(dāng)滑板B受水平向左恒力F＝14 N作用時(shí)間t后撤去F，這時(shí)木塊A恰好到達(dá)彈簧自由端C處，此后運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧的最大壓縮量為s＝5 cm。g取10 m/s2。求：

(1)水平恒力F的作用時(shí)間t；

(2)木塊A壓縮彈簧過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能；

(3)當(dāng)小木塊A脫離彈簧且系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定后，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量。

【答案】(1)1 s (2)0.3 J (3)1.4 J

【解析】(1)木塊A和滑板B均向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得

aA＝①

aB＝②

根據(jù)題意有sB－sA＝L

即aBt2－aAt2＝L③

將數(shù)據(jù)代入①②③聯(lián)立解得t＝1 s

(2)1 s末木塊A和滑板B的速度分別為

vA＝aAt④

vB＝aBt⑤

當(dāng)木塊A和滑板B的速度相同時(shí)，彈簧壓縮量最大，具有最大彈性勢(shì)能，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有

mvA＋MvB＝(m＋M)v⑥

由能的轉(zhuǎn)化與守恒得

mv＋Mv＝ (m＋M)v2＋Ep＋μmgs⑦

代入數(shù)據(jù)求得最大彈性勢(shì)能Ep＝0.3 J

(3)二者同速之后，設(shè)木塊相對(duì)木板向左運(yùn)動(dòng)離開(kāi)彈簧后系統(tǒng)又能達(dá)到共同速度v′，相對(duì)木板向左滑動(dòng)距離為x，有mvA＋MvB＝(m＋M)v′⑧

由⑧式解得v＝v′

由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律可得Ep＝μmgx⑨

由⑨式解得x＝0.15 m

由于s＋L>x且x>s，故假設(shè)成立

整個(gè)過(guò)程系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為Q＝μmg(L＋s＋x)⑩

由⑩式解得Q＝1.4 J

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】在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為什么要要求小球每次都從斜槽上的同一點(diǎn)滾下______________；斜槽是否光滑對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否有影響____．（填“有”、“沒(méi)有”．）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在如圖所示的電路中，a、b為兩個(gè)完全相同的燈泡，L為自感線圈，E為電源，S為開(kāi)關(guān)．關(guān)于兩燈泡點(diǎn)亮和熄滅的先后次序，下列說(shuō)法正確的是（　　）

A. 合上開(kāi)關(guān)，a先亮，b逐漸變亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，a、b同時(shí)熄滅

B. 合上開(kāi)關(guān)，b先亮，a逐漸變亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，a先熄滅，b后熄滅

C. 合上開(kāi)關(guān)，b先亮，a逐漸變亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，a、b同時(shí)熄滅

D. 合上開(kāi)關(guān)，a、b同時(shí)亮；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，b先熄滅，a后熄滅

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在繞制變壓器時(shí)，某人將兩個(gè)線圈繞在如圖11所示變壓器鐵芯的左右兩個(gè)臂上．當(dāng)通以交流電時(shí)，每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁通量都只有一半通過(guò)另一個(gè)線圈，另一半通過(guò)中間的臂．已知線圈1,2的匝數(shù)之比n1∶n2＝2∶1.在不接負(fù)載的情況下( )

圖11

A．當(dāng)線圈1輸入電壓為220 V時(shí)，線圈2輸出電壓為110 V

B．當(dāng)線圈1輸入電壓為220 V時(shí)，線圈2輸出電壓為55 V

C．當(dāng)線圈2輸入電壓為110 V時(shí)，線圈1輸出電壓為220 V

D．當(dāng)線圈2輸入電壓為110 V時(shí)，線圈1輸出電壓為110 V

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成的，而不是采用一整塊硅鋼，這是因?yàn)?/span>( 　 )

A. 增大渦流，提高變壓器的效率 B. 增大鐵芯中的電阻，以產(chǎn)生更多的熱量

C. 減小渦流，提高變壓器的效率 D. 增大鐵芯中的電阻，以減小發(fā)熱量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一光滑曲面的末端與一長(zhǎng)L＝1 m的水平傳送帶相切，傳送帶離地面的高度h＝1.25 m，傳送帶的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1，地面上有一個(gè)直徑D＝0.5 m的圓形洞，洞口最左端的A點(diǎn)離傳送帶右端的水平距離s＝1 m，B點(diǎn)在洞口的最右端。傳送帶以恒定的速度做順時(shí)針運(yùn)動(dòng)�，F(xiàn)使某小物體從曲面上距離地面高度H處由靜止開(kāi)始釋放，到達(dá)傳送帶上后小物體的速度恰好和傳送帶相同，并最終恰好由A點(diǎn)落入洞中。求：(g＝10 m/s2)

(1)傳送帶的運(yùn)動(dòng)速度v；

(2)H的大��；

(3)若要使小物體恰好由B點(diǎn)落入洞中，小物體在曲面上由靜止開(kāi)始釋放的位置距離地面的高度H′應(yīng)該是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在電場(chǎng)中A點(diǎn)，先后放入q1、q2兩個(gè)點(diǎn)電荷（q1＞q2），點(diǎn)電荷所受到的電場(chǎng)力分別為F1、F2，兩次測(cè)得該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為E1、E2，則（ ）

A. F1=F2，E1=E2 B. F1>F2，E1=E2

C. F1>F2，E1>E2 D. F1<F2，E1<E2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】市場(chǎng)上出售的蒼蠅拍，把手長(zhǎng)50 cm的明顯比30 cm的使用效果好，這是因?yàn)槭褂冒咽珠L(zhǎng)的拍子打蒼蠅時(shí)(　　)

A. 蒼蠅看不見(jiàn)蒼蠅拍子而易被打

B. 由于拍子轉(zhuǎn)動(dòng)角速度大而易打到蒼蠅

C. 由于拍子轉(zhuǎn)動(dòng)線速度大而易打到蒼蠅

D. 無(wú)法確定

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在與水平方向成θ＝30°角的平面內(nèi)放置兩條平行、光滑且足夠長(zhǎng)的金屬軌道，其電阻可忽略不計(jì)�？臻g存在著勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T，方向垂直軌道平面向上，軌道底端連有電阻R＝0.2Ω。導(dǎo)體棒ab、cd垂直于軌道放置，且與金屬軌道接觸良好，每根導(dǎo)體棒的質(zhì)量均為m＝0.1kg，導(dǎo)體棒ab電阻r＝0.1Ω，導(dǎo)體棒cd阻值與R相同。金屬軌道寬度l＝0.5m�，F(xiàn)先設(shè)法固定導(dǎo)體棒cd，對(duì)導(dǎo)體棒ab施加平行于軌道向上的恒定拉力，使之由靜止開(kāi)始沿軌道向上運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)體棒ab沿軌道運(yùn)動(dòng)距離為S＝3.25m時(shí)速度恰好達(dá)到最大，此時(shí)松開(kāi)導(dǎo)體棒cd發(fā)現(xiàn)它恰能靜止在軌道上。取g＝10m/s2， 求：

(1)導(dǎo)體棒ab的最大速度

(2)導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度時(shí)，cd棒消耗的電功率

(3)導(dǎo)體棒ab從開(kāi)始到運(yùn)動(dòng)距離為S的過(guò)程中電阻R上產(chǎn)生的總熱量

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