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如下圖所示,絕緣長方體B置于水平面上,兩端固定一對平行帶電極板,極板間形成勻強電場E.長方體B的上表面光滑,下表面與水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.05(設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相同).B與極板的總質量mB=1.0 kg.帶正電的小滑塊A質量mA=0.60 kg,其受到的電場力大小F=1.2 N.假設A所帶的電量不影響極板間的電場分布.t=0時刻,小滑塊A從B表面上的a點以相對地面的速度vA=1.6 m/s向左運動,同時,B(連同極板)以相對地面的速度vB=0.40 m/s向右運動.問(g取10 m/s2)

(1)A和B剛開始運動時的加速度大小分別為多少?
(2)若A最遠能到達b點,a、b的距離L應為多少?從t=0時刻至A運動到b點時,摩擦力對B做的功為多少?
(1)-2.0 m/s2(2) W=-0.072 J
 (1)以向右運動為正方向,初始時刻,A、B受力情況如圖所示,其中F與F′互為作用力與反作用力,大小相等F=F′,B受到的摩擦力大小為
f=μ(mA+mB)g=0.8 N
aA=2.0 m/s    aB=-=-2.0 m/s2
(2)方法一 由加速度和初速度的值,可以判定B的速度首先達到零.
B速度為零時所用的時間:t1=-
此時B的位移:  sB
t1時刻后,B物體的受力分析如圖,由于F′>Ff,B將向左運動.
設t1時刻后B的加速度為:aB′
設t時刻A和B的速度分別為vA′、vB
vA′=-vA+aAt    vB′=aB′(t-t1)(t>t1)
設t2時刻A、B速度相等,得:t2=0.70 s
設從t1到t2時刻B的位移:sB′aB′(t2-t1)2
A從初始時刻到t2時刻的位移:sA=-vAt2aAt
由題意:L=sB+sB′-sA=0.62 m
設摩擦力做的功為:     W=-μ(mA+mB)g(|sB|+|sB′|)     W=-0.072 J
方法二 vB<vA,B物體經過tB=-=0.2 s速度減為零.
此時B物體受到A物體對它的向左的作用力F′.
由于F′>μ(mA+mB)g,故B物體向左運動,由牛頓第二定律
F′-μ(mA+mB)g=mBaB′,得aB′=0.4 m/s2,方向向左.
A物體向左勻減速,B物體向左勻加速,當A、B達到共同速度時,A到達最遠點b
設B物體向左運動t時間與A達到共同速度v,則有v=aB′t=vA-aA(t+tB)
得:   t=0.5 s,v=0.2 m/s
以向左為正方向,A、B物體的v-t圖象如下.

由圖象可知:L= (vA-aAtB+vA+vB)tB (vA-aAtB)t=0.62 m
Wf=μ(mA+mB)g=-0.072 J
本題考查力與運動的關系,分析受力情況,根據(jù)受力求出加速度,求出位移,根據(jù)W=Fs求出功
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖2所示,豎直放置在水平面上的輕質彈簧上疊放著兩物塊A、B,A、 
B的質量均為2 kg,它們處于靜止狀態(tài),若突然將一個大小為10 N,方向豎直向下的力
施加在物塊A上,則此瞬間,A對B的壓力大小為(g=10 m/s2)               (  )
A.10 N           B.20 N          C.25 N          D.30 N

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

下列說法正確的是(   )
A.物體所受到的合外力越大,其速度改變量也越大
B.物體所受到的合外力不變(F合≠0),其運動狀態(tài)就不改變
C.物體所受到的合外力變化,其速度的變化率一定變化
D.物體所受到的合外力減小時,物體的速度可能正在增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,兩物體A、B疊放在光滑水平面上,對物體A施加一水平力F,F(xiàn)-t關系圖象如圖乙所示。兩物體在力F作用下由靜止開始運動,且始終相對靜止,則(     )

A.兩物體做勻變速直線運動
B.兩物體沿直線做往復運動
C.B物體所受摩擦力的方向始終與力F的方向相同
D.t=2s到t=3s這段時間內兩物體間的摩擦力逐漸減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,物塊A的質量m=2 kg(可看著質點);木板B的質量M=3 kg、長L=1 m。開始時兩物體均靜止,且A在B最右端,現(xiàn)用F=24 N的水平拉力拉著輕質滑輪水平向左運動,經過一段時間,物塊A滑到木板最左端,不計一切摩擦,求:
(1)此時物塊A的速度.
(2)這個過程中拉力F做的功.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,一彈丸從離地高度H=1.95m的A點以v0=8.0m/s的初速度水平射出,恰以平行于斜面的速度射入靜止在固定斜面頂端C處的一木塊中,并立即與木塊具有相同的速度(此速度大小為彈丸進入木塊前一瞬間速度的)共同運動,在斜面下端有一垂直于斜面的擋板,木塊與它相碰沒有機械能損失,碰后恰能返回C點。已知斜面頂端C處離地高h=0.15m,求

(1)A點和C點間的水平距離?
(2)木塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ?
(3)木塊從被彈丸擊中到再次回到C點的時間t ?(保留兩位有效數(shù)字,)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

額定功率為80kW的汽車,在某平直的公路上行駛的最大速度為20m/s,汽車的質量m= 2×103kg,如果汽車從靜止開始做勻加速直線運動,加速度大小為2m/s2,運動過程中阻力不變。求:
(1)汽車所受的恒定阻力是多大?
(2)勻加速直線運動的時間是多少?
(3)勻加速直線運動的位移是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一些商場安裝了帶有水平臺階的自動電梯,電梯與水平面的傾角為θ。一乘客站在其上由1樓上行到2樓,乘行時自動電梯經過先加速再勻速兩個階段運行,則電梯在運送乘客的整個過程中(     )
A.乘客受摩擦力的方向與水平成θ角
B.乘客先超重,后失重
C.電梯對乘客的作用力始終豎直向上
D.加速階段乘客受臺階的作用力方向與水平不可能成θ角

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質量相同的物體P、Q處于同一高度,P沿光滑斜面由靜止下滑,Q自由下落,不計空氣阻力,最后到達同一水平地面上,則下列說法中正確的是
A.P的運動時間等于Q的運動時間
B.P的重力做的功小于Q的重力做的功
C.到達水平地面時,P的速度小于Q的速度
D.到達水平地面時,P的重力瞬時功率小于Q的重力瞬時功率

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