質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上，小車的上表面是一光滑的曲面，末端是水平的，如下圖所示，小車被擋板P擋住，質(zhì)量為m的物體從距地面高H處自由下落，然后沿光滑的曲面繼續(xù)下滑，物體落地點(diǎn)與小車右端距離s0，若撤去擋板P，物體仍從原處自由落下，求物體落地時(shí)落地點(diǎn)與小車右端距離是多少？

答案：
解析：

　　解析：運(yùn)動(dòng)分析：當(dāng)小車被擋住時(shí)，物體落在小車上沿曲面向下滑動(dòng)，對(duì)小車有斜向下方的壓力，由于P的作用小車處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體離開(kāi)小車時(shí)速度為v1，最終平拋落地，當(dāng)去掉擋板，由于物對(duì)車的作用，小車將向左加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增大，物體相對(duì)車滑動(dòng)的同時(shí)，隨車一起向左移動(dòng)，整個(gè)過(guò)程機(jī)械能守恒，物體滑離小車時(shí)的動(dòng)能將比在前一種情況下小，最終平拋落地，小車同時(shí)向前運(yùn)動(dòng)，所求距離是物體平拋過(guò)程中的水平位移與小車位移的和．求出此種情況下，物體離開(kāi)車時(shí)的速度v2，及此時(shí)車的速度以及相應(yīng)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是關(guān)鍵，由于在物體與小車相互作用過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒這是解決v2、間關(guān)系的具體方法．

　　(1)擋住小車時(shí)，求物體滑落時(shí)的速度v1，物體從最高點(diǎn)下落至滑離小車時(shí)機(jī)械能守恒，設(shè)車尾部(右端)離地面高為h，則有，　�、�

　　由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律s0＝v1t　�、�

　　．　�、�

　　(2)設(shè)去掉擋板時(shí)物體離開(kāi)小車時(shí)速度為v2，小車速度為，物體從最高點(diǎn)至離開(kāi)小車之時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能守恒　�、�

　　物體與小車相互作用過(guò)程中水平方向動(dòng)量守恒．　�、�

　　此式不僅給出了v2與大小的關(guān)系，同時(shí)也說(shuō)明了v2是向右的．

　　物體離開(kāi)車后對(duì)地平拋　�、�

　　　�、�

　　車在時(shí)間內(nèi)向前的位移　�、�

　　比較式⑦、③，得解式①、④、⑤，得．

　　此種情況下落地點(diǎn)距車右端的距離

　　．

　　點(diǎn)評(píng)：此題解題過(guò)程運(yùn)用了機(jī)械能守恒、動(dòng)量守恒及平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，另外根據(jù)動(dòng)量守恒判斷m離車時(shí)速度的方向及速度間的關(guān)系也是特別重要的．


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖，水平地面和半圓軌道面均光滑，質(zhì)量為 m 的小車靜止在地面上，小車上表面與半徑為 R 的半圓軌道最低點(diǎn) P 切線相平，質(zhì)量為 mB 的物體 B 靜止在 P 點(diǎn)．現(xiàn)有一質(zhì)量為 mA 的物體 A 以初速度 v0 滑上小車左端，當(dāng) A 與小車共速時(shí)，小車還未與墻 壁碰撞，小車與墻壁碰撞時(shí)即被粘在墻壁上，已知滑塊與小車表面的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為 μ，mA=mB=m，物體 A、B 可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為 g．試求：
（1）物體 A 與小車共速時(shí)的速度大��；
（2）小車的最小長(zhǎng)度 L；
（3）當(dāng)物體 A 與 B 發(fā)生彈性碰撞后，欲使 B 碰后在圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)不脫離圓軌道，小車的長(zhǎng)度 L應(yīng)在什么范圍內(nèi)．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小滑塊在電動(dòng)機(jī)的牽引下以恒定的速度向前運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)使小滑塊滑到小車上，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，m與M處于相對(duì)靜止，從小滑塊滑到小車到與小車相對(duì)靜止的整個(gè)過(guò)程中小滑塊的速度始終保持為v不變，它與小車之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求：
（1）在這段時(shí)間內(nèi)，小車的位移是多少？
（2）這個(gè)過(guò)程電動(dòng)機(jī)的牽引力做的功是多少？
（3）這個(gè)過(guò)程滑塊與小車之間產(chǎn)生的熱量為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的小球用細(xì)繩吊在小車上O點(diǎn)，將小球拉至水平位置A點(diǎn)靜止開(kāi)始釋放（如圖所示），其中OA的長(zhǎng)為L(zhǎng)，則小球落至最低點(diǎn)時(shí)相對(duì)地的速度
 
．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，一輛質(zhì)量為M的小車靜止在水平面上，車面上右端點(diǎn)有一可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊1，水平面上有與車右端相距為4R的固定的
1
4
光滑圓弧軌道，其圓周半徑為R，圓周E處的切線是豎直的，車上表面與地面平行且與圓弧軌道的末端D等高，在圓弧軌道的最低點(diǎn)D處，有另一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊2，兩滑塊質(zhì)量均為m．某人由靜止開(kāi)始推車，當(dāng)車與圓弧軌道的豎直壁CD碰撞后人即撤去推力并離開(kāi)小車，車碰后靠著豎直壁靜止但不粘連，滑塊1和滑塊2則發(fā)生碰撞，碰后兩滑塊牢牢粘在一起不再分離．車與地面的摩擦不計(jì)，滑塊1、2與車面的摩擦系數(shù)均為μ，重力加速度為g，滑塊與車面的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力．
（1）若人推車的力是水平方向且大小為F=
1
2
μ(M+m)g，則在人推車的過(guò)程中，滑塊1與車是否會(huì)發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)？
（2）在（1）的條件下，滑塊1與滑塊2碰前瞬間，滑塊1的速度多大？
（3）若車面的長(zhǎng)度為
R
4
，小車質(zhì)量M=km，則k的取值在什么范圍內(nèi)，兩個(gè)滑塊最終沒(méi)有滑離車面？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平地面上，質(zhì)量為m的小滑塊在電動(dòng)機(jī)的牽引下，以恒定的速度向前運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)讓小滑塊滑到小車上，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，m與M處于相對(duì)靜止．設(shè)整個(gè)牽引過(guò)程中小滑塊的速度始終保持為v不變，它與小車之間的動(dòng)摩擦因素為μ．求：
（1）從小滑塊滑到小車上開(kāi)始到與小車相對(duì)靜止這段時(shí)間里，小車的位移是多少？
（2）電動(dòng)機(jī)的牽引力做的功是多少？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案