【題目】如圖所示,一質量為M=2kg的木板放在光滑水平地面上,在此木板的左端上還有一質量為m=1kg的鐵塊。最初木板左端位于O點,現(xiàn)給鐵塊一個瞬間沖量I,當木板左端到達C點時,鐵塊剛好到達木板右端與木板一起運動。測得木板左端從A點運動到B點用時t1=0.2s,木板左端從B點運動到C點用時t2=0.3s;已知A、B兩點間的距離是x1=0.24m,B、C兩點間的距離是x2=0.51m,重力加速度g=10m/s2。求:

(1)O、A兩點間的距離和鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù);

(2)最初給鐵塊的瞬時沖量I的大小和木板的長度;

(3)該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內能

【答案】(1)μ=0.4 (2)I=6Ns,L=3m (3)Q=12J

【解析】

(1)給鐵塊一個瞬間沖量I后獲得了速度,在摩擦力作用下,鐵塊向右做勻減速運動,木板向右做勻加速運動.根據(jù)題目的條件可求得木板在AB間和BC間的平均速度,從而得到中點時刻的瞬時速度,利用加速度的定義求解木板的加速度,再由速度公式求出木板左端經(jīng)過A點時的速度,由速度位移公式求出O、A兩點間的距離.以木板為研究對象,由牛頓第二定律求得鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù);

(2)根據(jù)速度公式求出鐵塊與木板相對靜止時的共同速度。由動量守恒定律求鐵塊的初速度,再由動量定理求最初給鐵塊的瞬時沖量I的大小.以鐵塊為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式結合求木板的長度;

(3)該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內能等于μmgL.

(1)木板在AB兩點間的平均速度為:

B、C兩點間的平均速度為:

木板勻加速運動的加速度為:

木板左端經(jīng)過A點的速度為:

由速度位移關系得OA兩點間的距離為:

以木板為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律得:μmg=Ma1

代入數(shù)據(jù)解得:

(2)木板與鐵塊相對靜止時的速度為:

取向右為正方向,由動量守恒定律得:mv0=(m+M)vC

代入數(shù)據(jù)解得:v0=6m/s

最初給鐵塊的瞬時沖量為:I=mv0=1×6=6Ns

以鐵塊為研究對象,由牛頓第二定律得:μmg=ma2

代入數(shù)據(jù)得:a2=4m/s2

木板左端到達C點時鐵塊的位移為:

所以木板的長度為:L=x3-(x0+x1+x2)=3m

(3)該過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的內能為:Q=μmgL

代入數(shù)據(jù)解得:Q=12J

練習冊系列答案
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【題目】如圖甲所示,一電子僅在電場力作用下從A點沿直線運動到B點,其速度隨時間變化的圖象如圖乙所示。設A、B兩點的電場強度大小分別為EA、EB,電勢分別為φA、φB,則

A. EA=EB B. EA<EB C. φAB D. φAB

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(1)金屬棒沿導軌開始下滑時的加速度大;

(2)磁場的磁感應強度的大小;

(3)當金屬棒沿導軌下滑距離為s時,金屬棒速度已達到最大值,則此過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱QR為多少?

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A. 減小磁場的磁感應強度 B. 減小狹縫間的距離

C. 增大高頻交流電壓 D. 增大金屬盒的半徑

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【題目】如圖所示,真空中有平行正對金屬板A、B,它們分別接在輸出電壓恒為U=91V的電源兩端,金屬板長L=10cm、兩金屬板間的距離d=3.2cm,AB兩板間的電場可以視為勻強電場.現(xiàn)使一電子從兩金屬板左側中間以v0=2.0×107m/s的速度垂直于電場方向進入電場,然后從兩金屬板右側射出.已知電子的質量m=0.91×10-30kg,電荷量e=1.6×10-19C,兩極板電場的邊緣效應及電子所受的重力均可忽略不計.求:(計算結果保留兩位有效數(shù)字)

(1)電子在電場中運動的加速度a的大。

(2)電子射出電場時在沿電場線方向上的側移量y;

(3)從電子進入電場到離開電場的過程中,其動量增量的大。

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【題目】如圖所示為汽車的點火裝置,此裝置的核心是一個變壓器,該變 壓器的原線圈通過開關連接到12 V的蓄電池上,副線圈連接到火花塞的兩端,當開關由閉合變?yōu)閿嚅_時,副線圈中產(chǎn)生1 0000V以上的電壓,火花塞中產(chǎn)生火花。下列說法中正確的是

A. 該點火裝置能使火花塞的兩端產(chǎn)生持續(xù)高壓

B. 變壓器的原線圈用細導線繞制,而副線圈要用粗導線繞制

C. 該點火裝置巾變壓器的副線圈匝數(shù)必須遠大于原線圈的匝數(shù)

D. 要在副線圈中產(chǎn)生高壓,必須將原線圈輸人的12V直流電轉換成交流電

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A. B. C. D.

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1)線圈下邊緣剛進入磁場時, 兩端的電勢差

2)線圈下邊緣剛進入磁場時加速度的大小

3)整個線圈穿過磁場過程中產(chǎn)生的電熱Q;

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(2)閉合電鍵前,滑動變阻器滑片應置于變阻器的___________端。

(3)實驗中,該同學移動滑動變阻器的滑片,讀出電壓表V1V2的示數(shù)U1、U2,數(shù)據(jù)如下表所示。請根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖丙所示坐標紙中畫出U2-U1的圖線_________。

次數(shù)

1

2

3

4

5

6

U1/V

1.0

2.0

3.0

4.0

4.5

5.0

U2/V

16.5

15.2

15.0

12.0

11.1

10.3

(4)U2-U1圖線求得該電源的電動勢E=_____V,內阻r=_____Ω(取三位有效數(shù)字)

(5)實驗中,產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是______________。

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