分析 (1)滑塊從斜面最高點(diǎn)滑到與滑塊2碰撞前的過(guò)程中,運(yùn)用動(dòng)能定理即可求出;
(2)滑塊1與2碰撞的過(guò)程中動(dòng)量守恒,由此求出共同速度,然后由動(dòng)能定理即可求出到達(dá)斜面底端時(shí)的速度大小;滑塊被擋板彈回能夠沿斜面上滑的過(guò)程中,運(yùn)用動(dòng)能定理求最大高度.
(3)整個(gè)過(guò)程中,摩擦力一直做負(fù)功,機(jī)械能不斷減少,滑塊最終停在擋板上,根據(jù)功能關(guān)系求克服摩擦力所做的功.
解答 解:(1)滑塊帶負(fù)電,則受電場(chǎng)力豎直向下,滑塊沿斜面下滑時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力為:f=μ(mg+qE)cos37°=
代入數(shù)據(jù)得:f=1.75N
設(shè)碰撞前的速度為v1,則根據(jù)動(dòng)能定理:(mg+qE)x0sinθ-fx0=$\frac{1}{2}$mv12
解得:v1=$\sqrt{1.3}$m/s
(2)兩個(gè)物塊碰撞的極短,可以認(rèn)為沿斜面的方向的動(dòng)量守恒,選取沿斜面向下為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:
mv1=(m+m)v共
設(shè)到達(dá)斜面底端時(shí)速度大小為v2,二者一起向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中重力和電場(chǎng)力做正功,摩擦力做負(fù)功,支持力不做功,
根據(jù)動(dòng)能定理:(2mg+2qE)(h-x0sinθ)-2f($\frac{h}{sin37°}-{x}_{0}$)=$\frac{1}{2}$•2mv22-$\frac{1}{2}•2m{v}_{共}^{2}$
解得:v2=$\sqrt{7.45}$m/s
滑塊第一次與擋板碰撞后返回的高度最大,設(shè)此高度為h1,因?yàn)榛瑝K偏向上運(yùn)動(dòng)所以重力電場(chǎng)力摩擦力都做負(fù)功,根據(jù)動(dòng)能定理:
-(2mg+2qE)h1-2f$\frac{{h}_{1}}{sin37°}$=-$\frac{1}{2}$•2mv22
解得:h1=0.0688m
(3)因?yàn)橹亓υ谛泵娣较虻姆至Υ笥诨瑝K受到的摩擦力,所以滑塊最終靜止在斜面底端,因此重力勢(shì)能和電勢(shì)能減少和等于克服摩擦力做的功以及碰撞產(chǎn)生的內(nèi)能,由功能關(guān)系可得:
Q+($\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}-\frac{1}{2}•2m{v}_{共}^{2}$)=(mg+qE)h+(mg+qE)(h-x0sinθ)
代入數(shù)據(jù)得:Q=1.355J
答:(1)滑塊1與滑塊2碰撞前的瞬間,滑塊1 的速度大小是$\sqrt{1.3}$m/s;
(2)滑塊組被擋板第一次彈回能夠沿斜面上升的最大高度是0.0688m;
(3)從滑塊1開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到滑塊組停下來(lái)的整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)因摩擦產(chǎn)生的熱量Q是1.355J.
點(diǎn)評(píng) 解決本題時(shí)要掌握重力做功與摩擦力做功特點(diǎn)的區(qū)別:滑重力做功只與始末位置的高度差有關(guān),而滑動(dòng)摩擦力在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終做負(fù)功,與路程有關(guān).
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | FA>FB | B. | mA>mB | C. | vA>vB | D. | EpA=EpB |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 根據(jù)公式v=ωr,可知衛(wèi)星的線(xiàn)速度增大到原來(lái)的2倍 | |
B. | 根據(jù)公式F=$\frac{m{v}^{2}}{r}$,可知衛(wèi)星所需的向心力減小到原來(lái)的$\frac{1}{2}$ | |
C. | 根據(jù)公式ω=$\frac{v}{r}$,可知衛(wèi)星的角速度減小到原來(lái)的$\frac{1}{2}$倍 | |
D. | 根據(jù)公式F=$\frac{GMm}{{r}^{2}}$,可知地球提供的向心力將減小到原來(lái)的$\frac{1}{4}$ |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng) | |
B. | 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是線(xiàn)速度大小保持不變的運(yùn)動(dòng) | |
C. | 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是角速度保持不變的運(yùn)動(dòng) | |
D. | 勻速圓周運(yùn)動(dòng)是加速度保持不變的運(yùn)動(dòng) |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 放出一個(gè)能量為E1-E2的光子 | B. | 放出一個(gè)能量為E1+E2的光子 | ||
C. | 需要吸收一個(gè)能量為E1-E2的光子 | D. | 需要吸收一個(gè)能量為E1+E2的光子 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | a | B. | b | C. | c | D. | d |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 線(xiàn)速度之比vA:vB:vC=3:1:1 | B. | 線(xiàn)速度之比vA:vB:vC=3:3:2 | ||
C. | 角速度之比ωA:ωB:ωC=3:2:1 | D. | 角速度之比ωA:ωB:ωC=3:3:2 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 動(dòng)能的表達(dá)式是Ek=$\frac{1}{2}$mv3 | B. | 功的表達(dá)式是W=FLcosα | ||
C. | 重力勢(shì)能的表達(dá)式是EP=mgh | D. | 彈性勢(shì)能的表達(dá)式是EP=$\frac{1}{2}$kl |
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