精英家教網(wǎng)如圖所示,質(zhì)量m1=0.3kg 的小車靜止在光滑的水平面上,車長L=15m,現(xiàn)有質(zhì)量m2=0.2kg可視為質(zhì)點的物塊,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靜止.物塊與車面間的動摩擦因數(shù)=0.5,取g=10m/s2.求
(1)物塊在車面上滑行的時間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摩擦力而做勻減速運動,小車受到物塊向右的滑動摩擦力而勻加速運動,當兩者速度相等時,相對靜止一起做勻速運動.對物塊和小車組成的系統(tǒng),滿足動量守恒的條件:合外力為零,運用動量守恒求得共同速度,再對小車運用動量定理求解出時間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)動量守恒定律有:
m2v0=(m1+m2)v…①
設(shè)物塊與車面間的滑動摩擦力為F,對物塊應(yīng)用動量定理有:
-Ft=m2v-m2v0 …②
其中F=μm2g…③
聯(lián)立以三式解得:t=
m1v0
μ(m1+m2)g

代入數(shù)據(jù)得:t=
0.3×2
0.5×(0.3+0.2)×10
s=0.24s…④
(2)要使物塊恰好不從車廂滑出,須物塊滑到車面右端時與小車有共同的速度v′,則有:
 m2v′0=(m1+m)2v′…⑤
由功能關(guān)系有:
1
2
m2v
2
0
=
1
2
(m1+m2)v2m2gL
…⑥
代入數(shù)據(jù)解得:v′=5
10
m/s
故要使物塊不從小車右端滑出,物塊滑上小車的速度v0′不能超過5
10
m/s.
答:(1)物塊在車面上滑行的時間t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5
10
m/s.
點評:本題考查摩擦拖動類的動量和能量問題.關(guān)鍵要掌握動量守恒定律、動量定理和功能關(guān)系這些物理規(guī)律的運用.
練習冊系列答案
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(1)物塊在車面上滑行的時間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v′0不超過多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量m1=20kg和m2=50kg的兩物體,疊放在動摩擦因數(shù)為0.40的粗糙水平地面上,一處于水平位置的輕彈簧,勁度系數(shù)為200N/m,一端固定于墻壁,另一端與質(zhì)量為m1的物體相連,彈簧處于自然狀態(tài),現(xiàn)用一水平推力F作用于質(zhì)量為m2的物體上,使它緩慢地向墻壁一側(cè)移動,取g=10m/s2,當移動0.50m時,兩物體間開始相對滑動,這時水平推力F的大小為( 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,質(zhì)量m1=1g、帶電量q1=+5×10-7C的小金屬塊位于絕緣水平面上,勻強電場斜向上與水平面的夾角為53°.現(xiàn)將m1從A點由靜止釋放經(jīng)時間t=1s到達B點與處于靜止狀態(tài)的另一帶電量q2=-5×10-7C、質(zhì)量m2=5g的小金屬塊相碰,碰后m1向左又滑行了S1=0.4m后停下.AB間的距離為L=1.5m,兩金屬塊與水平面間的動摩因數(shù)均為μ=0.5,兩金屬塊的庫侖力忽略不計.
求:(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2
(1)電場強度的大小;
(2)AB間電勢差;
(3)最終m1與m2的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?靜安區(qū)二模)(A)某天文臺測得某行星的一顆衛(wèi)星繞行星做勻速圓周運動,測得其軌道半徑為R,周期為T,則其向心加速度為
(
T
)
2
R
(
T
)
2
R
;行星的質(zhì)量為
4π2R3
GT2
4π2R3
GT2
.(萬有引力恒量為G)
(B)如圖所示,質(zhì)量m1=0.3kg 的小車靜止在光滑的水平面上,車長L=15m,現(xiàn)有質(zhì)量m2=0.2kg可視為質(zhì)點的物塊,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靜止.物塊與車面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,則小車的最大速度是
0.8
0.8
 m/s;物塊在車面上滑行的時間是
0.24
0.24
 s.

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