3.如圖所示,質(zhì)量m1=3kg的小車靜止在光滑的水平面上,車長L=1.44m,現(xiàn)有質(zhì)量m2=2kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,以水平向右的速度v0=2m/s從左端滑上小車,最后在車面上某處與小車保持相對(duì)靜止.物塊與車面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,取g=10m/s2,求
(1)物塊在車面上滑行的時(shí)間t;
(2)要使物塊不從小車右端滑出,物塊滑上小車左端的速度v0′不超過多少.

分析 (1)物塊滑上小車后受到小車的向左的滑動(dòng)摩擦力而做勻減速運(yùn)動(dòng),小車受到物塊向右的滑動(dòng)摩擦力而勻加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)兩者速度相等時(shí),相對(duì)靜止一起做勻速運(yùn)動(dòng).對(duì)物塊和小車組成的系統(tǒng),滿足動(dòng)量守恒的條件:合外力為零,運(yùn)用動(dòng)量守恒求得共同速度,再對(duì)小車運(yùn)用動(dòng)量定理求解出時(shí)間t.
(2)要使物塊恰好不從小車右端滑出,滑塊滑到小車的最右端,兩者速度相同,根據(jù)動(dòng)量守恒定律和功能關(guān)系結(jié)合求解速度v0

解答 解:(1)設(shè)物塊與小車的共同速度為v,以水平向右為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:
m2v0=(m1+m2)v,
對(duì)小車,由動(dòng)量定理得:μm2gt=m1v-0,
代入數(shù)據(jù)解得:t=0.24s;
(2)要使物塊恰好不從車廂滑出,須物塊滑到車面右端時(shí)與小車有共同的速度v,以物塊的初速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得:
m2v0′=(m1+m2)v,
由能量守恒定律得:$\frac{1}{2}$m2v02=$\frac{1}{2}$(m1+m2)v2+μm2gL,
代入數(shù)據(jù)解得:v0′=2$\sqrt{6}$m/s;
答:(1)物塊在車面上滑行的時(shí)間為0.24s;
(2)要使物塊不從小車右端滑出,物塊滑上小車左端的速度v0不超過2$\sqrt{6}$m/s.

點(diǎn)評(píng) 本題考查摩擦拖動(dòng)類的動(dòng)量和能量問題.關(guān)鍵要掌握動(dòng)量守恒定律、動(dòng)量定理和功能關(guān)系這些物理規(guī)律的運(yùn)用.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

13.在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中,質(zhì)量m=1kg的物體自由下落,得到如圖所示的紙帶.相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.04s,那么紙帶的左端與重物相連(填“左”或“右”).打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí),物體的速度VB=2.125m/s,從起點(diǎn)到打下B點(diǎn)過程中,物體的重力勢(shì)能減少量?EP>物體動(dòng)能的增加量?Ek.(填“>”、“=”或“<”)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.如圖所示,質(zhì)量M=2kg,長L=4m的木板,放在光滑的地面上,右端恰與半徑R=0.8m的$\frac{1}{4}$光滑圓弧軌道AB的下端B平滑對(duì)接.木板被其左邊的銷釘鎖定,不能向左滑動(dòng).現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.5kg的滑塊,由軌道頂端無初速釋放,滑到B端后沖上木板,剛好沒有掉下去.現(xiàn)在拔去銷釘,木板能在水平面上自由滑動(dòng),滑塊仍從軌道頂端無初速釋放.當(dāng)木板運(yùn)行了2s時(shí),木板被地面裝置再次鎖定.(g=10m/s2) 試求:
(1)滑塊到達(dá)B端時(shí),軌道對(duì)它支持力的大;
(2)滑塊與木板上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(3)木板被再次鎖定時(shí),木板右端距軌道B端的距離;
(4)從木板開始運(yùn)動(dòng)到再次被鎖定的過程中,滑塊與木板間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大。

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.下列說法正確的是( 。
A.原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時(shí),雖然電子做加速運(yùn)動(dòng),但并不向外輻射能量
B.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,遏止電壓與入射光的頻率有關(guān)
C.原子核內(nèi)部某個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí),放出β射線
D.在α、β、γ這三種射線中,γ射線的穿透能力最強(qiáng),α射線的電離能力最強(qiáng)
E.光的波長越小,光子的能量越小

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,設(shè)質(zhì)量為M的導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)到空中最高點(diǎn)時(shí)速度為v0,突然炸成兩塊,質(zhì)量為m的一塊以速度v沿v0的方向飛去,則另一塊的運(yùn)動(dòng)(  )
A.一定沿v0的方向飛去B.一定沿v0的反方向飛去
C.不可能做自由落體運(yùn)動(dòng)D.以上說法都不對(duì)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

8.一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,P為滑動(dòng)變阻器的觸頭.下列說法正確的是( 。
A.副線圈輸出電流的方向每一秒變化50次
B.副線圈輸出電壓的有效值為31V
C.P向左移動(dòng)時(shí),原、副線圈的電流比增大
D.P向左移動(dòng)時(shí),變壓器的輸入功率減小

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.一重為G的物體放在光滑斜面上,受到斜面的彈力為N,如圖所示.設(shè)使物體沿斜面下滑的力為F1,則下面說法中正確的是( 。
A.F1不是N與G的合力
B.F1是G沿斜面向下的分力
C.G分解為F1和物體對(duì)斜面的壓力F2
D.物體受到G、N、F1和使物體垂直于斜面壓緊斜面的力F2

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.以速度u高速遠(yuǎn)離地球的宇宙飛船發(fā)出頻率為ν的單色光,已知真空中光速為c,則(  )
A.該光相對(duì)飛船的速度等于c-uB.該光相對(duì)飛船的速度等于c
C.地球上接受到該光的頻率大于νD.地球上接受到該光的頻率小于ν

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.受水平外力F作用的物體,在粗糙水平面上做直線運(yùn)動(dòng),其v-t圖線如圖所示,則下面說法錯(cuò)誤的是( 。
A.在0~t1秒內(nèi),外力F大小不斷減小
B.在t1時(shí)刻,合外力為零
C.在t1~t2秒內(nèi),外力F大小一定不斷減小
D.在t1~t2秒內(nèi),外力F大小可能先減小后增大

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