分析 (1)當小車固定時,重力與摩擦力對物體做功,由動能定理即可求出BC的長度;
(2)物塊到達B之前機械能守恒,由此求出到達B的速度;之后小車與物塊組成的系統(tǒng)在水平方向的動量守恒,由此求出共同速度,由功能關(guān)系求出物塊相對于小車的位移;
(3)根據(jù)功能關(guān)系即可求出兩種情況下由于摩擦系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量之比.
解答 解:(1)根據(jù)動能定理可得:mg(h+R)-μmgx=0-0,
代入數(shù)據(jù)解得:x=18 m.
(2)到達B點前小車不動,對物塊有:$mg(h+R)=\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
得:vB=6m/s
之后小車勻加速,物塊勻減速,二者在水平方向的動量守恒,選擇向右為正方向,則最終二者速度相同時:
mvB=(M+m)v
得:v=$\frac{m{v}_{B}}{m+M}=\frac{1×6}{1+2}=2$m/s
系統(tǒng)損失的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,則:${Q}_{2}=\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}-\frac{1}{2}(M+m){v}^{2}$=$\frac{1}{2}×1×{6}^{2}-\frac{1}{2}×(2+1)×{2}^{2}=12$J
又:Q2=f•s相對=μmg•s相對
所以:${s}_{相對}=\frac{{Q}_{2}}{μmg}=\frac{12}{0.1×1×10}=12$m
即物塊相對與B點的距離是12m
(3)小車固定時摩擦系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量:Q1=μmgx=0.1×1×10×18=18J,小車不固定時摩擦系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q2=12J
所以:兩種情況下由于摩擦系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量之比$\frac{{Q}_{1}}{{Q}_{2}}=\frac{18}{12}=\frac{3}{2}$
答:(1)水平軌道BC長度是18m;
(2)小車不固定時物塊再次與小車相對靜止時距小車B點的距離是12m;
(3)兩種情況下由于摩擦系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量之比是3:2.
點評 本題屬于碰撞模型,考查了求速度、長度、沖量問題,分析清楚物體運動過程,應用機械能守恒定律、動量守恒定律、動量定理即可正確解題.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 我們看到的物體的位置沒有變化,物體一定處于靜止狀態(tài) | |
B. | 兩物體間的距離沒有變化,兩物體就一定都靜止 | |
C. | 自然界中找不到不運動的物體,運動是絕對的,靜止是相對的 | |
D. | 為了研究物體的運動,必須先選參考系,平時說的運動和靜止是相對地球而言的 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 它們做勻速圓周運動的角速度不同 | |
B. | 它們做勻速圓周運動的線速度大小相同 | |
C. | 它們做勻速圓周運動的周期相同 | |
D. | 它們做勻速圓周運動的加速度大小相同 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 所受摩擦力為滑動摩擦力,方向豎直向上 | |
B. | 所受摩擦力為靜摩擦力,方向豎直向上,且手用力捏,靜摩擦力增大 | |
C. | 摩擦力和重力是一對平衡力 | |
D. | 摩擦力和重力是作用力和反作用力 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 它們在運動方向相同 | B. | 它們的運動方向相反 | ||
C. | 甲的速度比乙的速度大 | D. | 甲和乙的加速度的方向相反 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 小環(huán)速度最大時,小環(huán)受到的庫侖力為mgsinθ-μmgcosθ | |
B. | A點的電勢一定高于B點的電勢 | |
C. | 小環(huán)的電勢能可能增加 | |
D. | 小環(huán)克服摩擦力做的功一定大于電勢能變化量的大小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 粒子帶正電 | |
B. | 粒子在A點加速度小 | |
C. | 粒子在B點動能大 | |
D. | 帶電粒子在B點電勢能比在A點的電勢能大 |
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