(18分)如圖所示,固定在地面上的光滑圓弧面底端與車C的上表面平滑相接,在圓弧面上有一滑塊A,其質(zhì)量mA=2kg,在距車的水平面高h(yuǎn)=1.25m處由靜止下滑,車C的質(zhì)量為mC=6kg.在車C的左端有一質(zhì)量mB=2kg的滑塊B,滑塊B與A均可視作質(zhì)點,滑塊A與B碰撞后立即粘合在一起共同運動,最終沒有從車C上滑落.已知滑塊A、B與車C的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5,車C與水平面間的摩擦忽略不計,取g=10m/s2.求:

(1)滑塊A滑到圓弧面底端時的速度大小;
(2)滑塊A與B碰撞后瞬間的共同速度大小;
(3)車C的最短長度.
(1)5(m/s)(2)2.5(m/s)(3)L="0.375(m)"
(1)設(shè)滑塊A滑到圓弧末端時的速度大小為v1,由機械能守恒定律有:
mAgh=mAv12  ①(3分)
代入數(shù)據(jù),由①式解得:v1="5(m/s)" (2分)
(2)設(shè)A、B碰撞后瞬間的共同速度為v2,滑塊A與B組成的系統(tǒng)動量守恒,由動量守恒定律可得:
mAv1=(mA+mB)v2  ②(3分)
代入數(shù)據(jù),由②式解得:v2="2.5(m/s)" (2分)
(3)設(shè)車C的最短長度為L,滑塊A與B最終沒有從車C上滑出,三者的最終速度相同,設(shè)其共同速度為v3,根據(jù)動量守恒和能量守恒定律可得:
(mA+mB)v2 =(mA+mB+mC)v3 ③(3分)
μ(mA+mB)gL=(mA+mB)v22-(mA+mB+mC)v32  ④(3分)
聯(lián)立③④式可解得:L="0.375(m)" (2分)
本題考查機械能守恒和動量守恒定律的應(yīng)用,A由最高點滑到最低點過程中只有重力做功,機械能守恒,A、B碰撞瞬間,小車不參與碰撞,以A、B為系統(tǒng)動量守恒,求得碰后速度,AB結(jié)合為一個整體,當(dāng)與C相對靜止時系統(tǒng)速度相同,且減小的動能完全用于克服摩擦力做功,由能量守恒定律可求解
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

質(zhì)量為2kg的小球從離地領(lǐng)45m高處開始自由下落,不計空氣阻力,則在第1s末重力的功率是______W,在下落的第2s內(nèi)重力做功的功率是______W,小球即將著地時重力的功率是______W.

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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.對于同一個參考平面,若A物體重力勢能為1J,B物體重力勢能為-3J,則
B.功是能量轉(zhuǎn)化的量度,做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程
C.重力做功的大小與零勢能面的選取有關(guān)
D.克服輕彈簧的彈力做功,彈簧的彈性勢能減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關(guān)于重力勢能的下列說法中錯誤的是:
A.當(dāng)物體克服重力做功時,物體的重力勢能一定增加
B.質(zhì)量非常大的物體,重力勢能也可能等于零
C.在三十層樓上的物體,它具有的重力勢能一定不等于零
D.重力勢能具有系統(tǒng)性和相對性

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,一根長為L=1.5m的絕緣細(xì)直桿MN,豎直固定在場強為E=1.0×105N/C、與水平方向成θ=37°角的傾斜向上的勻強電場中.桿的下端M固定一個帶電小球A,電荷量Q= +4.5×10-6C;另一帶電小來自球B穿在桿上可自由滑動,電荷量q= +1.0×10-6C,質(zhì)量m=1.0×10-2kg,與桿之間的動摩擦因數(shù)μ=0.1.現(xiàn)將小球B從桿的上端N靜止釋放,小球B開始運動.(靜電力常量k=9.0×109N·m2/C2.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)小球B開始運動時的加速度為多大?
(2)小球B的速度最大時,距M端的高度h為多大?
(3)若小球B在下落過程的最大速度為0.77m/s,則從開始下落到速度達到最大的過程中,小球B的電勢能改變了多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,在“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實驗中,下列說法正確的是 ( 。
A.為減小實驗誤差,長木板應(yīng)水平放置
B.通過增加橡皮筋的條數(shù)可以使橡皮筋對小車做的功成整數(shù)倍增加
C.小車在橡皮筋拉力作用下做勻加速直線運動,當(dāng)橡皮筋拉恢復(fù)原長后小車做勻速運動
D.應(yīng)選擇紙帶上點距均勻的一段計算小車的速度

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖為某學(xué)習(xí)小組做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實驗裝置,圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行,此時橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條…,完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時,每次橡皮筋都拉伸到同一位置靜止釋放,分別測出小車獲得的最大速度(如表).
次數(shù)小車速度v(m/s)小車速度的二次方v2(m/s)2
11.411.99
22.004.00
32.204.84
42.838.01
53.169.99
(1)除圖中已有實驗器材外,還準(zhǔn)備了下列器材,其中不需要的是______(只要填字母代號);
A.墊板   B.秒表    C.刻度尺    D.交流電源
(2)根據(jù)題意可知,第2次、第3次實驗中橡皮筋做的功可分別記為______、______;
(3)根據(jù)你的經(jīng)驗,可看出表格中第______次的數(shù)據(jù)有明顯的問題,理由是______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

某同學(xué)用如圖1所示裝置探究動能定理,他將光電門固定在氣墊道軌上的某點B處,調(diào)節(jié)氣墊軌道水平后,用鉤碼牽引滑塊做功,每次滑塊均從同一位置A靜止釋放,用滑塊前端的力傳感器(圖中未畫出)測出力F,測出遮光條通過光電門的時間t,改變鉤碼個數(shù),由此改變拉力,重復(fù)上述實驗.

(1)該同學(xué)用20分度游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度如圖2所示,則遮光條的寬度為d=______mm,用前面已知的物理量表示速度V=______.
(2)設(shè)A.B之間距離為S,則每次力對物體做功為W=FS,為了研究W與V的關(guān)系應(yīng)作出______的關(guān)系圖象(從F-t、F-
1
t
、F-r2、F-
1
r2
圖象中選擇).
(3)設(shè)滑塊質(zhì)量為m,則該圖線中斜率的表達式為k=______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

假設(shè)一架戰(zhàn)斗機正在空中某一高度做勻速飛行,另一架空中加油機給其加油,加油后戰(zhàn)斗機仍以原來的高度和速度做勻速飛行,則戰(zhàn)斗機的( 。
A.動能增加,勢能減少,機械能不變
B.動能不變,勢能不變,機械能不變
C.動能減少,勢能不變,機械能減少
D.動能增加,勢能增加,機械能增加

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同步練習(xí)冊答案