【題目】如圖，光滑冰面上靜止放置一表面光滑的斜面體，斜面體右側(cè)一蹲在滑板上的小孩和其面前的冰塊均靜止于冰面上。某時(shí)刻小孩將冰塊以相對冰面3 m/s的速度向斜面體推出，冰塊平滑地滑上斜面體，在斜面體上上升的最大高度為h=0.3 m（h小于斜面體的高度）。已知小孩與滑板的總質(zhì)量為m1=30 kg，冰塊的質(zhì)量為m2=10 kg，小孩與滑板始終無相對運(yùn)動(dòng)。取重力加速度的大小g=10 m/s2。

（i）求斜面體的質(zhì)量；

（ii）通過計(jì)算判斷，冰塊與斜面體分離后能否追上小孩？

【答案】（i）20 kg （ii）不能

【解析】

試題分析：（i）規(guī)定向右為速度正方向。冰塊在斜面體上運(yùn)動(dòng)到最大高度時(shí)兩者達(dá)到共同速度，設(shè)此共同速度為v，斜面體的質(zhì)量為m3。由水平方向動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律得

m2v20=(m2+m3)v①

②

式中v20=–3 m/s為冰塊推出時(shí)的速度。聯(lián)立①②式并代入題給數(shù)據(jù)得

m3=20 kg③

（ii）設(shè)小孩推出冰塊后的速度為v1，由動(dòng)量守恒定律有

m1v1+m2v20=0④

代入數(shù)據(jù)得v1=1 m/s⑤

設(shè)冰塊與斜面體分離后的速度分別為v2和v3，由動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律有

m2v20= m2v2+ m3v3⑥

⑦

聯(lián)立③⑥⑦式并代入數(shù)據(jù)得v2=1 m/s⑧

由于冰塊與斜面體分離后的速度與小孩推出冰塊后的速度相同且處在后方，故冰塊不能追上小孩。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理興趣小組利用圖甲所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣却笮?/span>g。

(1)下列做法可減小實(shí)驗(yàn)誤差的是___________(填字母序號)。

A．先松開紙帶后接通電源

B．用電火花計(jì)時(shí)器替代電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器

C．在鋁錘和鐵錘中，選擇鋁錘作為重錘

(2)在實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量為m的重錘自由下落，帶動(dòng)紙帶，紙帶上打出的一系列點(diǎn)，如圖乙所示，O是重錘剛下落時(shí)打下的點(diǎn)。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的頻率為f，則從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下O點(diǎn)到打下B點(diǎn)的過程中，重錘的重力勢能的減少量為___________，動(dòng)能的增加量為___________；若在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)滿足等式___________，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】電磁感應(yīng)的現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，給電磁的應(yīng)用開辟了廣闊的道路，其中發(fā)電機(jī)就是電磁感應(yīng)最重要的應(yīng)用成果之”。某種直流發(fā)電機(jī)的工作原理可以簡化為如圖所示的情景:在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，兩根光滑平行金屬軌道MN、PQ固定在水平面內(nèi)，相距為L，電阻不計(jì)，軌道端點(diǎn)MP間接有阻值為r的電阻。質(zhì)量為M、電阻為R的金屬導(dǎo)體棒ab垂直于MN、PQ放在軌道上，與軌道接觸良好，在水平向右的外力的作用下，以速度v(v均平行于MN)向右做勻速運(yùn)動(dòng)。求:

(1)導(dǎo)體棒ab中的感應(yīng)電動(dòng)勢是多大?通過電阻r的電流多大?

(2)a、b兩點(diǎn)間的電勢差是多大?a、b兩點(diǎn)哪一點(diǎn)的電勢高?

(3)在ab棒中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的非靜電力是什么力?在圖中面出導(dǎo)體棒ab中自由電荷受到的非靜電力F的方向；

(4)整個(gè)回路在t時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生了多少熱量?這個(gè)熱量是如何產(chǎn)生的?試從功能轉(zhuǎn)化角度簡要分析；

(5)若加大外力，使得導(dǎo)體棒的速度從v變?yōu)?/span>2v,并測得導(dǎo)體棒加速運(yùn)動(dòng)過程中，電路產(chǎn)生的熱量為Q.求這個(gè)過程中，外力做了多少功?

(6)若導(dǎo)體棒速度達(dá)到2v后，立即撤去水平向右的外力，則導(dǎo)體棒ab將做什么運(yùn)動(dòng)?最終狀態(tài)是什么?從撤去外力到導(dǎo)體棒達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)的過程中，電阻上產(chǎn)生了多少熱?

(7)若將MP之間的電阻換成一個(gè)線圈電阻為r的直流電動(dòng)機(jī)，當(dāng)導(dǎo)體棒ab以速度向右做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，流過會屬棒的電流為,此時(shí)電動(dòng)機(jī)恰可在豎直方向勻速提升質(zhì)量為m的重物。若電動(dòng)機(jī)各部分間摩擦損耗可忽略不計(jì)，求此時(shí)重物豎直上升的速度.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一輕質(zhì)彈簧上端系于天花板上，一端掛一質(zhì)量為m的小球，彈簧的勁度系數(shù)為k，將小球從彈簧為自由長度時(shí)的豎直位置放手后，小球做簡諧運(yùn)動(dòng)，則下列說法不正確的是（ ）

A. 小球做簡諧運(yùn)動(dòng)的恢復(fù)力大小為mg

B. 小球從放手運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，下降的高度為2mg/k

C. 小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的加速度大小為2g

D. 小球運(yùn)動(dòng)到平衡位置動(dòng)能大小為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的矩形PQMN是一條水平管道的縱剖面，管道直徑PM＝1.6m，管道內(nèi)有從右到左的穩(wěn)定的風(fēng)吹過。某時(shí)刻一個(gè)質(zhì)量為0.4kg的小球從MN上的小孔O以初速度大小v0射入管道之中，在重力和大小為F的水平風(fēng)力的作用下，小球在管道內(nèi)恰好沿著一條直線從PQ上的小孔A離開管道。小球從小孔A離開管道后繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，到達(dá)空中B點(diǎn)時(shí)的速度剛好沿著水平方向。已知A與O的水平距離為0.8m，B與O的水平距離為1.2m、豎直距離為1.8m，重力加速度為g＝10m/s2．求：

(1)小球從O射人時(shí)的初速度大小v0；

(2)風(fēng)力大小F。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)U形金屬導(dǎo)軌水平放置，其上放有一個(gè)金屬導(dǎo)體棒ab，有一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場斜向上穿過軌道平面，且與豎直方向的夾角為θ.在下列各過程中，一定能在軌道回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（ ）

A. ab向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使θ減小

B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B減小，θ角同時(shí)也減小

C. ab向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B

D. ab向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)增大磁感應(yīng)強(qiáng)度B和θ角(0°＜0＜90°)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，有一自耦變壓器，左側(cè)并聯(lián)一只理想電壓表V1后接在穩(wěn)定的交流電源上；右側(cè)串聯(lián)燈泡L和滑動(dòng)變阻器R，R上并聯(lián)一只理想電壓表V2.下列說法中正確的是（ ）

A. 若F不動(dòng)，滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，V1示數(shù)變大，V2示數(shù)變小

B. 若F不動(dòng)，滑片P向下滑動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變大

C. 若P不動(dòng)，滑片F向下移動(dòng)時(shí)，V1、V2的示數(shù)均變小

D. 若P不動(dòng)，滑片F向下移動(dòng)時(shí)，燈泡消耗的功率變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，A、B是相同的白熾燈，L是自感系數(shù)很大、電阻可忽略的自感線圈．下面說法正確的是（ ）

A. 閉合開關(guān)S時(shí)，A、B燈同時(shí)亮，且達(dá)到正常

B. 閉合開關(guān)S時(shí)，B燈比A燈先亮，最后一樣亮

C. 斷開開關(guān)S時(shí)，B燈立即滅，A燈慢慢熄滅

D. 斷開開關(guān)S時(shí)，A燈與B燈同時(shí)慢慢熄滅

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,兩平行導(dǎo)軌間距L=0.1 m,足夠長的光滑的傾斜部分和粗糙的水平部分圓滑連接,傾斜部分與水平面的夾角θ=30°,垂直斜面方向向上的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5 T,水平部分沒有磁場。金屬棒ab的質(zhì)量m=0.005 kg,電阻r=0.02 Ω,運(yùn)動(dòng)中與導(dǎo)軌接觸良好,并且始終垂直于導(dǎo)軌,電阻R=0.08 Ω,其余電阻不計(jì),金屬棒從斜面上離水平面高h=1.0 m以上任何地方由靜止釋放,在水平面上滑行的最大距離x都是1.25 m,g=10 m/s2。求:

(1)棒在斜面上的最大速度的大小;

(2)棒與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(3)從高度h=1.0 m處滑下后電阻R上產(chǎn)生的熱量。

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同步練習(xí)冊答案