如圖所示,質(zhì)量為M=1kg的平板小車上放置ml=3kg,m2=2kg的物塊,兩物塊與小車間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5。兩物塊間夾有一壓縮輕質(zhì)彈簧,物塊間有張緊的輕繩相連。小車右端有與m2相連的鎖定開關(guān),現(xiàn)已鎖定。水平地面光滑,物塊均可視為質(zhì)點,F(xiàn)將輕繩燒斷,若己知m1相對小車滑過0.6m時從車上脫落,此時小車以速度v0=2m/s向右運動,當小車第一次與墻壁碰撞瞬間鎖定開關(guān)打開。設(shè)小車與墻壁碰撞前后速度大小不變,碰撞時間極短,小車足夠長。(g="10" m/s2)求:

(1)最初彈簧的彈性勢能
(2)m2相對平板小車滑行的總位移
(3)小車第一次碰撞墻壁后非勻速運動所經(jīng)歷的總時間。
(1)Ep="21J        "
(2)s2="0.6m         "
(3)t="0.4s       "
(1)因小車與m2先處于鎖定狀態(tài),故可視小車與m2為整體。當小車與m2
的速度為v0時,物塊m1、m2與小車M組成的系統(tǒng)動量守恒,設(shè)此時物塊m1的速度為
v1,由動量守恒定律可得:m1v1=(m2+M)v0       (3分)
代入數(shù)據(jù)有:v1="2m/s"
由能量守恒可知,彈簧最初的彈性勢能:      
 (3分)
代入數(shù)據(jù)解得:Ep="21J          " (2分)
(2)因為小車第一次碰撞瞬間打開了鎖定開關(guān),且碰撞后小車的動量:PM=Mv0,方向
向左。物塊m2的動量:Pm2=m2v0,方向向右,由于m2>M,故小車與m2組成的系統(tǒng)總動
量向右,所以經(jīng)多次碰撞后,物塊m2與小車都應停在墻壁處。(2分)
由能量守恒可知:         (2分)
代入數(shù)據(jù)可得:s2="0.6m           " (2分)
(3)當小車與物塊m2之間有摩擦力作用時,小車作非勻速運動。
對物塊m2,由動量定理可得:μm2gt=m2v0         (2分)
所以小車非勻速運動階段所經(jīng)歷的總時間:t="0.4s        " (2分)
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如果物體在任何相等的時間內(nèi)受到的沖量都相同,則此物體的運動可能是(  )
A.勻速直線運動    B.勻變速曲線運動
C.勻速圓周運動D.勻變速直線運動

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

圖1-1-1中(1)所示為一根豎直懸掛的不可伸長的輕繩,下端拴一小物塊A,上端固定在C點且與一能測量繩的拉力的測力傳感器相連.已知有一質(zhì)量為m0的子彈B沿水平方向以速度v0射入A內(nèi)(未穿透),接著兩者一起繞C點在豎直面內(nèi)做圓周運動.在各種阻力都可忽略的條件下測力傳感器測得繩的拉力F隨時間t的變化關(guān)系如圖1-1-1(2)所示.已知子彈射入的時間極短,且圖1-1-1(2)中t=0為A、B開始以相同速度運動的時刻.根據(jù)力學規(guī)律和題中(包括圖)提供的信息,對反映懸掛系統(tǒng)本身性質(zhì)的物理量(例如A的質(zhì)量)及A、B一起運動過程中的守恒量,你能求得哪些定量的結(jié)果?

圖1-1-1

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

一輕質(zhì)彈簧,兩端各連質(zhì)量均為m的滑塊A和B.靜止在光滑水平面上,滑塊A被水平飛來的質(zhì)量為、速度為v0的子彈擊中且沒有穿出,如圖16-3-7所示,求:

圖16-3-7
(1)擊中瞬間,A和B的速度分別為多大?
(2)以后運動過程中彈簧的最大彈性勢能為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

如圖5-2-8所示,甲、乙兩完全一樣的小車,質(zhì)量都為M,乙車內(nèi)用繩吊一質(zhì)量為0.5M的小球.當乙車靜止時,甲車以速度v與乙車相碰,碰后連為一體.則碰后兩車的共同速度為_________________.當小球擺到最高點時,速度為___________________.

圖5-2-8

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)一炮彈質(zhì)量為m,相對水平方向以一定的傾角θ斜向上發(fā)射,發(fā)射速度為v,炮彈在最高點爆炸成兩塊,其中一塊沿原軌道返回,質(zhì)量為,求:
(1)另一塊爆炸后瞬時的速度大小;
(2)爆炸過程系統(tǒng)增加的機械能。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為2kg的小車以2m/s的速度沿光滑的水平面向右運動,若將質(zhì)量為2kg的砂袋以3m/s的速度迎面扔上小車,則砂袋與小車一起運動的速度的大小和方向是:(      )
A.2.6m/s,向右B.2.6m/s,向左
C.0.8m/s,向右D.0.5m/s,向左

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

在光滑水平面上,兩個小球沿一條直線相向運動的過程中,同時經(jīng)歷了接觸、停止、反彈、分離的各個狀態(tài),則以下說法正確的是                                  (   )
A.在兩個小球碰撞前后,它們的動量一定相同
B.在兩個小球碰撞前后,它們的動能一定相同
C.兩個小球碰撞之后的速度大小與他們的質(zhì)量成反比
D.由于條件不足,無法判斷以上說法是否正確

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

[物理選修——3-5](本題有兩小題,每小題6分共12分。每小題只有一個選項符合題意。)
(1)已知π+介子、π介子都是由一個夸克(夸克u或夸克d)和一個反夸克(反夸克或反夸克)組成的,它們的帶電量如下表所示,表中e為元電荷。
 
π+
π
u
d


帶電量
+e
e
+



下列說法正確的是_____________。
①π+u組成 、讦+由d和組成
③πu組成  ④π由d和組成
(2)A、B兩球沿一直線運動并發(fā)生正碰,如圖所示為兩球碰撞前后的位移圖象。a、b分別為AB兩球碰前的位移圖象,c為碰撞后兩球共同運動的位移圖象,若A球質(zhì)量是m=2kg,則由圖象判斷下列結(jié)論不正確的是(  )

A、B 碰撞前的總動量為3kg·m/s
②碰撞時AB所施沖量為-4N·s
③碰撞前后A的動量變化為4kg·m/s
④碰撞中AB兩球組成的系統(tǒng)動量保持不變

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