(18分)如圖所示，質(zhì)量M=4kg的滑板B靜止放在光滑水平面上，滑板右端固定一根輕質(zhì)彈簧，彈簧的自由端C到滑板左端的距離L=0.5m，可視為質(zhì)點(diǎn)的小木塊A質(zhì)量m=1kg，原來靜止于滑板的左端，滑板與木塊A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2。當(dāng)滑板B受水平向左恒力F=14N作用時(shí)間t后，撤去F，這時(shí)木塊A恰好到達(dá)彈簧自由端C處，此后運(yùn)動(dòng)過程中彈簧的最大壓縮量為x=5cm。g取10m/s2，求：

（1）水平恒力F的作用時(shí)間t；
（2）木塊A壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能；
（3）整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量。

（1）1s  （2）0.3J  （3）1.4J

解析試題分析： （1）滑板B向左作初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，而小木塊A在摩擦力的作用下也做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)M，m的加速度分別為，，由牛頓第二定律：


解得：

撤去F時(shí)，木塊剛好運(yùn)動(dòng)到C處，則由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式及題意得：
，即
代入數(shù)據(jù)得：t＝1s  
（2）撤去力F時(shí)，木塊Ａ和滑板Ｂ的速度分別為、，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：
 ， 
撤去力F時(shí)，因滑板Ｂ的速度大于木塊Ａ的速度，木塊將壓縮彈簧，木塊Ａ加速，滑板Ｂ減速，當(dāng)木塊Ａ和滑板Ｂ的速度相同時(shí)，彈簧壓縮量最大，具有最大彈性勢(shì)能．設(shè)最大彈性勢(shì)能為，將木塊Ａ和滑板Ｂ及彈簧視為系統(tǒng)，規(guī)定向左為正方向，系統(tǒng)動(dòng)量守恒．
根據(jù)動(dòng)量守恒定律有
解得：
系統(tǒng)從撤去力F后到其有共同速度，由能的轉(zhuǎn)化與守恒得：

代入數(shù)據(jù)求得最大彈性勢(shì)能
（3）二者同速之后，設(shè)木塊相對(duì)木板向左運(yùn)動(dòng)離開彈簧后系統(tǒng)又能達(dá)到共同速度，相對(duì)木板向左滑動(dòng)距離為s，由動(dòng)量守恒定律得：
解得：
由能的轉(zhuǎn)化與守恒定律得：
解得：  
由于且，故假設(shè)成立  
所以整個(gè)過程系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為 
考點(diǎn)：本題綜合考查了動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律、牛頓第二定律以及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，同時(shí)考查考生正確分析物體受力以及運(yùn)用動(dòng)力學(xué)三大觀點(diǎn)分析與解決物理問題的能力．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，質(zhì)量m=0.2kg的小滑塊從固定的粗糙斜面底端以平行于斜面的速度v0=18m/s滑上斜面。已知斜面傾角=37?，小滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)u=0.15，斜面足夠長(zhǎng)，重力加速度g=10m/s2，sin=0.6，cos=0.8求：

（1）小滑塊向上滑動(dòng)的時(shí)間t是多少？
（2）小滑塊上滑的最大高度h是多大？
（3）小搰塊從底端出發(fā)到回到底端的過程中，減少的機(jī)械能ΔE是多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖，圓形玻璃平板半徑為R，離水平地面的高度為h，可繞圓心O在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，一質(zhì)量為m的小木塊放置在玻璃板的邊緣．玻璃板勻速轉(zhuǎn)動(dòng)使木塊隨之做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．

（1）若已知玻璃板勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T，求木塊所受摩擦力的大�。�
（2）緩慢增大轉(zhuǎn)速，木塊隨玻璃板緩慢加速，直到從玻璃板滑出．已知木塊脫離時(shí)沿玻璃板邊緣的切線方向水平飛出，落地點(diǎn)與通過圓心O的豎直線間的距離為s．木塊拋出的初速度可認(rèn)為等于木塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng)即將滑離玻璃板時(shí)的線速度，滑動(dòng)摩擦力可認(rèn)為等于最大靜摩擦力，試求木塊與玻璃板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（6分）在建筑裝修中，工人用質(zhì)量為5.0 kg的磨石A對(duì)地面和斜壁進(jìn)行打磨，已知A與地面、A與斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ均相同.(g取10 m/s2)

(1)當(dāng)A受到水平方向的推力F1＝25 N打磨地面時(shí)，A恰好在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求A與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.
(2)若用A對(duì)傾角θ＝37°的斜壁進(jìn)行打磨(如圖所示)，當(dāng)對(duì)A施加豎直向上的推力F2＝60 N時(shí)，則磨石A從靜止開始沿斜壁向上運(yùn)動(dòng)2 m(斜壁長(zhǎng)>2 m)所需時(shí)間為多少？(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(9分)如圖，質(zhì)量為2m 的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為3m 的物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài).一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過定滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤.開始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài)，A上方的一段繩沿豎直方向.現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為2.5m 的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使B離開地面但不繼續(xù)上升，已知重力加速度為g.試求
 
(1)物體C下降到速度最大時(shí)，地面對(duì)B的支持力多大?
(2)物體C下降的最大距離；
(3)物體C在最低點(diǎn)時(shí)，輕繩的拉力是多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示為糧食倉(cāng)庫(kù)中常用的皮帶傳輸裝置示意圖，它由兩臺(tái)皮帶傳送機(jī)組成，一臺(tái)水平傳送，A、B兩端相距；另一臺(tái)傾斜傳送，傳送帶與地面間的傾角，C、D兩端相距，B、C相距很近。水平傳送帶以沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)�，F(xiàn)將質(zhì)量為的一袋大米無(wú)初速度的放在A端，它隨傳送帶到達(dá)B點(diǎn)后，速度大小不變的傳到傾斜傳送帶的C端。米袋與兩傳送帶之間的動(dòng)摩擦因素均為，取。

（1）若傾斜傳送帶CD不轉(zhuǎn)動(dòng)，則米袋沿傳送帶CD所能上滑的最大距離是多少？
（2）若傾斜傳送帶CD以的速率沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，則米袋從C端運(yùn)動(dòng)到D端的時(shí)間為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

（10分）有一絕緣的、半徑為R的光滑圓軌道固定在豎直平面內(nèi)，在其圓心處固定一帶正電的點(diǎn)電荷，現(xiàn)有一質(zhì)量為m，帶電量也為正電（其電量遠(yuǎn)小于圓心處的電荷，對(duì)圓心處電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)影響很小，可忽略）的小球A，圓心處電荷對(duì)小球A的庫(kù)侖力大小為F。開始小球A處在圓軌道內(nèi)側(cè)的最低處，如圖所示�，F(xiàn)給小球A一個(gè)足夠大的水平初速度，小球A能在豎直圓軌道里做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。

（1）小球A運(yùn)動(dòng)到何處時(shí)其速度最小？為什么？
（2）要使小球A在運(yùn)動(dòng)中始終不脫離圓軌道而做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，小球A在圓軌道的最低處的初速度應(yīng)滿足什么條件？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

(20分) 一傳送帶裝置示意圖如圖，其中傳送帶AB段是水平的，CD段是傾斜的，動(dòng)摩擦因數(shù)均為，AB段和CD段通過極短的BC段平滑連接．現(xiàn)將大量的質(zhì)量均為m的小貨箱一個(gè)一個(gè)在A處放到傳送帶上，放置時(shí)初速為零，經(jīng)傳送帶運(yùn)送到D處，D和A的高度差為h．穩(wěn)定工作時(shí)傳送帶速度保持不變，始終為v，CD段上各箱等距排列，相鄰兩箱的距離為L(zhǎng)．每個(gè)箱子在A處投放后，在到達(dá)B之前已經(jīng)相對(duì)于傳送帶靜止，且以后也不再滑動(dòng)（忽略經(jīng)BC段時(shí)的微小滑動(dòng)）．傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，傳送帶與輪子間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，不計(jì)輪軸處的摩擦．

（1）為了小貨箱到達(dá)B點(diǎn)前相對(duì)于傳動(dòng)帶靜止，AB段至少多長(zhǎng)？
（2）將每個(gè)小貨箱從A點(diǎn)運(yùn)送到D點(diǎn)，因摩擦產(chǎn)生了多少熱量？
（3）求電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

如圖所示，水平放置足夠長(zhǎng)的電阻不計(jì)的粗糙平行金屬導(dǎo)軌、相距為，三根質(zhì)量均為的導(dǎo)體棒、、相距一定距離垂直放在導(dǎo)軌上且與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù)均為，導(dǎo)體棒、的電阻均為，導(dǎo)體棒的電阻為。有磁感應(yīng)強(qiáng)度為的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于導(dǎo)軌平面方向向上�，F(xiàn)用一平行于導(dǎo)軌水平向右的足夠大的拉力F作用在導(dǎo)體棒上，使之由靜止開始向右做加速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，忽略導(dǎo)體棒間的相互作用，求：

（1）當(dāng)導(dǎo)體棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體棒的速度大�。�
（2）當(dāng)導(dǎo)體棒剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)撤去拉力F，撤力后電路中產(chǎn)生焦耳熱為，撤去拉力F后導(dǎo)體棒在導(dǎo)軌上滑行的距離

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案