【題目】如圖所示,上表面光滑的水平平臺左端與豎直面內(nèi)半徑為R的光滑半圓軌道相切,整體固定在水平地面上.平臺上放置兩個滑塊A、B,其質(zhì)量mA=m,mB=2m,兩滑塊間夾有被壓縮的輕質(zhì)彈簧,彈簧與滑塊不拴接.平臺右側(cè)有一小車,靜止在光滑的水平地面上,小車質(zhì)量M =3m,車長L=2R,小車的上表面與平臺的臺面等高,滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)μ=02.解除彈簧約束,滑塊A、B在平臺上與彈簧分離,在同一水平直線上運(yùn)動.滑塊A經(jīng)C點恰好能夠通過半圓軌道的最高點D,滑塊B沖上小車.兩個滑塊均可視為質(zhì)點,重力加速度為g.求:

1)滑塊A在半圓軌道最低點C處時的速度大。

2)滑塊B沖上小車后與小車發(fā)生相對運(yùn)動過程中小車的位移大;

3)若右側(cè)地面上有一高度略低于小車上表面的立樁(圖中未畫出),立樁與小車右端的距離為S,當(dāng)小車右端運(yùn)動到立樁處立即被牢固粘連.請討論滑塊B在小車上運(yùn)動的過程中,克服摩擦力做的功WfS的關(guān)系.

【答案】1;(2;(3)見解析

【解析】試題分析:(1)滑塊A在半圓軌道運(yùn)動,設(shè)到達(dá)最高點的速度為vD,則有:

得:

滑塊A在半圓軌道運(yùn)動的過程中,機(jī)械能守恒,

所以有:

2A、B在彈簧恢復(fù)原長的過程中動量守恒,則有:

得:

假設(shè)滑塊可以在小車上與小車共速,由動量守恒得:

得:

則滑塊從滑上小車到與小車共速時的位移為:

車的加速度此過程中小車的位移為:

滑塊B相對小車的位移為:滑塊B未掉下小車,假設(shè)合理

滑塊B沖上小車后與小車發(fā)生相對運(yùn)動過程中小車的位移

3)分析如下:

當(dāng)時滑塊B從滑上小車到共速時克服摩擦力做功為:

車與立樁相碰,靜止后,滑塊B做勻減速運(yùn)動直到停下的位移為:

滑塊會脫離小車。

小車與立樁相碰靜止后,滑塊繼續(xù)運(yùn)動脫離小車過程中,滑塊克服摩擦力做功為

所以,當(dāng)時,滑塊B克服摩擦力做功為

當(dāng)時,小車可能獲得的最大動能小于

滑塊B與車發(fā)生相對位移2R的過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為:

兩者之和:

滑塊B沖上小車時具有的初動能

所以滑塊一定能滑離小車,則滑塊B克服摩擦力做功為:

注:以上各道計算題其它解法,只要合理且正確即可相應(yīng)給分。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用如圖丙所示的裝置來驗證力的平行四邊形定則.在豎直木板上鋪有白紙,在AB兩點固定兩個光滑定滑輪,用一個輕繩跨過兩滑輪懸掛鉤碼組N1N2,用另一輕繩CO點打一結(jié),懸掛鉤碼組N3,每個鉤碼的質(zhì)量相等.當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時,記錄各組鉤碼個數(shù).回答下列問題:

1)改變鉤碼個數(shù),可以完成實驗的是__

A、鉤碼的個數(shù)N1=2,N2=2,N3=4

B、鉤碼的個數(shù)N1=3,N2=3N3=4

C、鉤碼的個數(shù)N1=4,N2=4,N3=4

D、鉤碼的個數(shù)N1=3,N2=4,N3=6

2)在拆下鉤碼和繩子前,必須的一個步驟是__

A、記錄OA、OBOC三段繩子的方向

B、用刻度尺測出OA、OB、OC三段繩子的長度

C、用天平測出鉤碼的質(zhì)量

3)在操作正確的前提下,你認(rèn)為甲、乙兩圖比較合理的是__圖.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】的參考系稱為慣性系,勻速運(yùn)動的汽車、輪船等作為參考系時就是慣性系.不成立的參考系稱為非慣性系.例如我們坐在加速的車廂里,以車廂為參考系觀察到路邊的樹木、房屋向后方加速運(yùn)動,根據(jù)牛頓運(yùn)動定律,房屋樹木應(yīng)該受到不為零的合外力作用,但事實上沒有,也就是牛頓運(yùn)動定律不成立,這里加速的車廂就是非慣性系.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在水平長直的軌道上,有一長度為L的平板車在外力控制下始終保持速度v0做勻速直線運(yùn)動.某時刻將一質(zhì)量為m的小滑塊輕放到車面的中點,滑塊與車面間的動摩擦因數(shù)為μ

(1)若滑塊最終停在小車上,求滑塊在小車上滑動的距離。

(2)已知滑塊與車面間動摩擦因數(shù)μ=0.2,滑塊質(zhì)量m=1kg,車長L=2m,車速v0=4m/s,取g=10m/s2,當(dāng)滑塊放到車面中點的同時對該滑塊施加一個與車運(yùn)動方向相同的恒力F,要保證滑塊不能從車的左端掉下,恒力F大小應(yīng)該滿足什么條件?(3)(2)的情況下,力F取最小值,要保證滑塊不從車上掉下,力F的作用時間應(yīng)該在什么范圍內(nèi)?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如果宇航員駕駛一艘飛船以接近于光速的速度朝一星體飛行,他是否可以根據(jù)下述變化發(fā)覺自己在運(yùn)動( )
A.他的質(zhì)量在減少
B.他的心臟跳動慢下來
C.他永遠(yuǎn)不能由自身的變化知道他是否在運(yùn)動
D.他在變大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】干燥的天氣里,在陽光下用塑料梳子梳理干燥的頭發(fā),越梳頭發(fā)越蓬松,主要原因是( )
A.頭發(fā)散失了水分后變得堅硬
B.由于摩擦起電,頭發(fā)帶了同種電荷互相排斥
C.太陽照射和摩擦產(chǎn)生的熱使頭發(fā)膨脹
D.梳子的機(jī)械分離作用使各根頭發(fā)彼此分開

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一根彈性長繩沿x軸放置,左端點位于坐標(biāo)原點,A點和B點分別是繩上x1=2m、x2=5m處的質(zhì)點用手握住繩的左端,當(dāng)t=0時使手開始沿y軸做簡諧振動,在t=05s時,繩上形成如圖所示的波形下列說法中正確的是

A此列波的波長為1m,波速為4m/s

B此列波為橫波,端點開始時先向上運(yùn)動

C當(dāng)t=25s時,質(zhì)點B開始振動

Dt=35s后,A、B兩點的振動情況總相同

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于電場強(qiáng)度和電勢的說法,正確的是( )

A. 由電場強(qiáng)度的定義式可知,電場中某點的電場強(qiáng)度E與電荷所受電場力F成正比,與電荷量q成反比

B. 由電勢的定義式可知,電場中某點的電勢與電荷的電勢能成正比,與電荷量q成反比

C. 電場強(qiáng)度大的位置電勢一定大,電場強(qiáng)度為零的位置電勢一定為零

D. 電場強(qiáng)度是矢量,電勢是標(biāo)量

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】經(jīng)典力學(xué):物體的質(zhì)量是的,一定的力作用在物體上產(chǎn)生的加速度,經(jīng)過足夠長時間后物體可以達(dá)到的速度.
相對論:物體的質(zhì)量隨物體速度 . 物體以速度v運(yùn)動時的質(zhì)量m與靜止時的質(zhì)量m0之間的關(guān)系是:m= ,
因為總有v<c.可知運(yùn)動物體的質(zhì)量m它靜止時的質(zhì)量m0.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案