【題目】如圖所示,光滑水平面上靜止放置質(zhì)量M=2kg,長L=1.20m的長木板A,離板右端s0=0.18m處放置質(zhì)量m=1kg的小物塊B,A與B間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,在板右端正上方懸掛一個擋板.現(xiàn)在木板A上加一水平向右的力F,使B與擋板發(fā)生碰撞,碰后瞬間立即撤去力F和擋板,假設(shè)碰撞前后瞬間A的速度不變,B的速度大小不變、方向反向.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,B的寬度可忽略,取g=10m/s2 . 求:
(1)若B與擋板發(fā)生碰撞前,A、B恰好不發(fā)生相對滑動,力F為多大?
(2)若F=16N,經(jīng)歷以上過程,B能否從A上掉下?若不能,B最終停在A上何處?
【答案】
(1)解: A、B恰好不發(fā)生相對滑動,A、B間摩擦力達到最大靜摩擦力.根據(jù)牛頓第二定律有:
對B:μmg=ma1
對A、B整體:F=(m+M)a1
代入數(shù)據(jù)得:F=12N
答:若B與擋板發(fā)生碰撞前,A、B恰好不發(fā)生相對滑動,力F為12N.
(2)當(dāng)F=16N>12N時,碰前A、B在F作用下發(fā)生相對滑動
碰前:B的運動加速度與第一次相同,s0= a1t12
B與擋板碰前速度為:v1=a1 t1
對A:F﹣μmg=Ma2
A與擋板碰前速度為:v2=a2 t1
碰后:B加速度仍為a1
對A:μmg=Ma3
兩者共速時 v2﹣a3t2=﹣v1+a1t2
A、B整個過程的v﹣t如圖所示
碰前B相對A發(fā)生的相對位移△s1為圖中△OSQ的面積,則有:
△s1=
碰后B相對A發(fā)生的相對位移△s2為圖中△PST的面積,則有:
△s2=
整個過程B相對A發(fā)生的相對位移為:△s=△s1+△s2
代入數(shù)據(jù)解得:△s=0.84m
故B最終停在距A右端,有:△s+s0=0.84m+0.18m=1.02m處
答:B最終停在A板上離板右端1.02m處.
【解析】(1) A、B恰好不發(fā)生相對滑動,A、B間摩擦力達到最大靜摩擦力.把A、B看成是一個整體,進行受力分析,根據(jù)牛頓第二定律列式可以求解。
(2)B能否從A上掉下要看 AB之間的相對位移比A的長度是大還是小, AB之間的相對位移大于A的長度則一定會掉下來,當(dāng)F=16N>12N時,碰前A、B在F作用下發(fā)生相對滑動,借助速度時間圖像可以求出相對位移。
【考點精析】掌握V-t圖象是解答本題的根本,需要知道v-t圖像:①在速度圖像中,可以讀出物體在任何時刻的速度;②在速度圖像中,物體在一段時間內(nèi)的位移大小等于物體的速度圖像與這段時間軸所圍面積的值;③在速度圖像中,物體在任意時刻的加速度就是速度圖像上所對應(yīng)的點的切線的斜率;④圖線與橫軸交叉,表示物體運動的速度反向;⑤圖線是直線表示物體做勻變速直線運動或勻速直線運動;圖線是曲線表示物體做變加速運動.
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【題目】做勻變速運動的物體,在一段運動過程中動量變化的方向,與這段過程中下列哪些物理量的方向一定相同( )
A.位移
B.加速度
C.速度變化量
D.合力的沖量
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【題目】的質(zhì)量是3.016 050 u,質(zhì)子的質(zhì)量是1.007 277 u,中子的質(zhì)量是1.008 665 u.1 u相當(dāng)于931.5 MeV的能量,求:
(1)一個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合為氚核時,是吸收還是放出能量?該能量為多少?
(2)氚核的結(jié)合能和比結(jié)合能各是多少?
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【題目】“測定玻璃的折射率”的實驗中,在白紙上放好玻璃磚,aa′和bb′分別是玻璃磚與空氣的兩個界面,如圖所示,在玻璃磚的一側(cè)插上兩枚大頭針P1和 P2 , 用“+”表示大頭針的位置,然后在另一側(cè)透過玻璃磚觀察,并依次插上大頭針P3和P4 . 在插P3和P4時,應(yīng)使( )
A.P3只擋住P1的像
B.P4只擋住P2的像
C.P3同時擋住P1、P2的像
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【題目】在某些恒星內(nèi),3個α粒子結(jié)合成一個,原子的質(zhì)量是12.000 0u,原子的質(zhì)量是4.002 6u,已知1u=1.66×10-27kg,則( )
A.反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損是Δm=0.007 8u
B.反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損是Δm=1.29×10-29kg
C.反應(yīng)過程中放出的能量是7.266MeV
D.反應(yīng)過程中放出的能量是1.16×10-19J
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【題目】水平面上靜止放置一質(zhì)量為M的木箱,箱頂部和底部用細線分別拴住質(zhì)量均為m的小球,兩球間有一根處于拉伸狀態(tài)的輕彈簧,使兩根細線均處于拉緊狀態(tài),如圖所示。現(xiàn)在突然剪斷下端的細線,則從剪斷細線開始到彈簧恢復(fù)原長以前,箱對地面的壓力變化情況,下列判斷正確的是( )
A.剛剪斷細線瞬間,壓力突然變大,以后箱對地面壓力逐漸減小
B.剛剪斷細線瞬間,壓力突然變大,以后箱對地面壓力逐漸增大
C.剛剪斷細線瞬間,壓力突然變小,以后箱對地面壓力逐漸減小
D.剛剪斷細線瞬間,壓力突然變小,以后箱對地面壓力逐漸增大
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【題目】在“油膜法估測油酸分子的大小”實驗中,有下列實驗步驟:
①在邊長約為40cm的淺盤里倒入約2cm深的水,待水面穩(wěn)定后將適量的痱子粉均勻地撒在水面上.
②用注射器將事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上,待薄膜形狀穩(wěn)定.
③將畫有油膜形狀的玻璃板平放在坐標(biāo)紙上,計算出油膜的面積,根據(jù)油酸的體積和面積計算出油酸分子直徑的大。
④用注射器將事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中,記下量筒內(nèi)每增加一定體積時的滴數(shù),由此計算出一滴油酸酒精溶液的體積.
⑤將玻璃板放在淺盤上,然后將油膜的形狀用彩筆描繪在玻璃板上.
完成下列填空:
(1)上述步驟中,正確的順序是 . (填寫步驟前面的數(shù)字)
(2)將1cm3的油酸溶于酒精,制成300cm3的油酸酒精溶液;測得1cm3的油酸酒精溶液有50滴.現(xiàn)取一滴該油酸酒精溶液滴在水面上,測得所形成的油膜的面積是0.13m2 . 由此估算出油酸分子的直徑為 m.(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)
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【題目】如圖所示,物體A疊放在物體B上,B置于光滑水平面上,A、B質(zhì)量分別為mA=6kg、mB=2kg,A、B之間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,開始時F=10N,此后逐漸增加,在增大到45N的過程中,則( )
A.兩物體開始沒有相對運動,當(dāng)拉力超過12 N時,開始相對滑動
B.當(dāng)拉力F<12 N時,物體均保持靜止?fàn)顟B(tài)
C.兩物體從受力開始就有相對運動
D.兩物體始終沒有相對運動
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【題目】小車從靜止開始以1 m/s2的加速度前進,車后相距x0=25 m處,與車運動方向相同的某人同時開始以6 m/s的速度勻速追車,問能否追上?若追不上,求人、車間的最小距離為多少?
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