如圖所示，質(zhì)量M=1.5kg的小車靜止于光滑水平面上并緊靠固定在水平面上的桌子右邊，其上表面與水平桌面相平，小車的左端放有一質(zhì)量為0.5kg的滑塊Q．水平放置的輕彈簧左端固定，質(zhì)量為0.5kg的小物塊P置于光滑桌面上的A點(diǎn)并與彈簧的右端接觸，此時(shí)彈簧處于原長．現(xiàn)用水平向左的推力F將P緩慢推至B點(diǎn)（彈簧仍在彈性限度內(nèi)），推力做功WF=4J，撤去F后，P沿桌面滑到小車左端并與Q發(fā)生彈性碰撞，最后Q恰好沒從小車上滑下．已知Q與小車表面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1．（g=10m/s2）求：
（1）P剛要與Q碰撞前的速度是多少？
（2）Q剛在小車上滑行時(shí)的初速度v0是多少？
（3）為保證Q不從小車上滑下，小車的長度至少為多少？
（1）推力F通過P壓縮彈簧做功，根據(jù)功能關(guān)系有：EP=WP…①
當(dāng)彈簧完全推開物塊P時(shí)，有：EP=
1
2
mP
v2
… ②
由①②式聯(lián)立解得：v=4 m/s
（2）選取P與Q組成的系統(tǒng)為研究的對象，P運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较颍瑒tP、Q之間發(fā)生彈性碰撞，設(shè)碰撞后Q的速度為v0，P的速度為v′，由動(dòng)量守恒和能量守恒得：
mPv=mpv′+mQv0…③
1
2
mpv2=
1
2
mpv′2+
1
2
mQ
v2Q
 ④
由③④式解得：v0=v=4m/s，v′=0
（3）設(shè)滑塊Q在小車上滑行一段時(shí)間后兩者的共同速度為u，由動(dòng)量守恒可得：
mQv0=（mQ+M）u…⑤
根據(jù)能量守恒，系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦熱：
μmQgL=
1
2
mQ
v20
-
1
2
(mQ+M)u2…⑥
聯(lián)立⑤⑥解得：L=6m
答：（1）P剛要與Q碰撞前的速度是4m/s；
（2）Q剛在小車上滑行時(shí)的初速度v0是4m/s；
（3）為保證Q不從小車上滑下，小車的長度至少為6m．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

兩個(gè)質(zhì)量相等的小球在光滑水平面上沿同一直線同方向運(yùn)動(dòng)，A球的動(dòng)量是8kg?m/s，B球的動(dòng)量是5kg?m/s，A球追上B球時(shí)發(fā)生碰撞，則碰撞后A、B兩球的動(dòng)量可能值是（　�。�
A．pA=6kg?m/s，PB=7kg?m/s
B．pA=3kg?m/s，PB=10kg?m/s
C．pA=-2kg?m/s，PB=14kg?m/s
D．pA=7kg?m/s，PB=6kg?m/s

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B靜止在光滑水平軌道上，A的左邊固定有輕質(zhì)彈簧，B與彈簧左端接觸但不拴接，A的右邊有一垂直于水平軌道的固定擋板P．左邊有一小球C沿軌道以某一初速度射向B球，如圖所示，C與B發(fā)生碰撞并立即結(jié)成一整體D，在它們繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)的過程中，當(dāng)D和A的速度剛好相等時(shí)，小球A恰好與擋板P發(fā)生碰撞，碰后A立即靜止并與擋板P粘連．之后D被彈簧向左彈出，D沖上左側(cè)與水平軌道相切的豎直半圓光滑軌道，其半徑為R=0.6m，D到達(dá)最高點(diǎn)Q時(shí)，D與軌道間彈力F=2N．已知三小球的質(zhì)量分別為mA=0.2kg、mB=mC=0.1kg．取g=10m/s2，求：
（1）D到達(dá)最高點(diǎn)Q時(shí)的速度vQ的大小
（2）D由Q點(diǎn)水平飛出后的落地點(diǎn)與Q點(diǎn)的水平距離s
（3）C球的初速度v0的大�。�

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，足夠長光滑水平軌道與半徑為R的光滑四分之一圓弧軌道相切．現(xiàn)從圓弧軌道的最高點(diǎn)由靜止釋放一質(zhì)量為m的彈性小球A，當(dāng)A球剛好運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道的最低點(diǎn)時(shí)，與靜止在該點(diǎn)的另一彈性小球B發(fā)生沒有機(jī)械能損失的碰撞．已知B球的質(zhì)量是A球質(zhì)量的k倍，且兩球均可看成質(zhì)點(diǎn)．
（1）若k已知且等于某一適當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，A、B兩球在水平軌道上經(jīng)過多次沒有機(jī)械能損失的碰撞后，最終恰好以相同的速度沿水平軌道運(yùn)動(dòng)．求該速度的大�。�
（2）若第一次碰撞結(jié)束的瞬間，A球?qū)A弧軌道最低點(diǎn)壓力剛好等于碰前其壓力的一半，求k的可能取值：

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，有A、B兩質(zhì)量均為M的小車，在光滑水平面上以相同的速率v0在同一直線上相對運(yùn)動(dòng)，A車上有一質(zhì)量為m的人至少要以多大的速度（對地）從A車跳到B車上，才能避免兩車的相撞？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，光滑水平軌道上有三個(gè)木塊A、B、C，質(zhì)量分別為mA=3m、mB=2m、mC=m，開始時(shí)B、C均靜止，A以初速度νo向右運(yùn)動(dòng)，A與B相撞后分開，B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起，此后A與B間的距離保持不變．求：
（1）B與C的共同速度大小；
（2）整個(gè)過程系統(tǒng)損失的機(jī)械能．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一質(zhì)量m1=0.45kg的平頂小車靜止在光滑的水平軌道上．車頂右端放一質(zhì)量m2=0.4kg的小物體，小物體可視為質(zhì)點(diǎn)．現(xiàn)有一質(zhì)量m0=0.05kg的子彈以水平速度v0=100m/s射中小車左端，并留在車中，已知子彈與車相互作用時(shí)間極短，小物體與車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，最終小物體以5m/s的速度離開小車．g取10m/s2．求：
（1）子彈相對小車靜止時(shí)，小車的速度大�。�
（2）小車的長度．

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

如圖所示，一個(gè)帶有1/4圓弧的粗糙滑板A，總質(zhì)量為mA=3kg，其圓弧部分與水平部分相切于P，水平部分PQ長為L=3.75m．開始時(shí)A靜止在光滑水平面上，有一質(zhì)量為mB=2kg的小木塊B從滑板A的右端以水平初速度v0=5m/s滑上A，小木塊B與滑板A之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.15，小木塊B滑到滑板A的左端并沿著圓弧部分上滑一段弧長后返回最終停止在滑板A上．
（1）求A、B相對靜止時(shí)的速度大�。�
（2）若B最終停在A的水平部分上的R點(diǎn)，P、R相距1m，求系統(tǒng)在該運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的內(nèi)能；
（3）若圓弧部分光滑，且除v0不確定外其他條件不變，討論小木塊B在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，是否有可能在某段時(shí)間里相對地面向右運(yùn)動(dòng)？如不可能，說明理由；如可能，試求出B既能向右滑動(dòng)、又不滑離木板A的v0取值范圍．（取g=10m/s2，結(jié)果可以保留根號）

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：填空題

如圖所示，質(zhì)量為mB=2kg的平板車B上表面水平，開始時(shí)靜止在光滑水平面上，在平板車左端靜止著一塊質(zhì)量為mA=2kg的物體A，一顆質(zhì)量為m0=0.01kg的子彈以υ0=600m/s的水平初速度瞬間射穿A后，速度變?yōu)棣?sub>2=100m/s，已知A、B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)不為零，且A與B最終達(dá)到相對靜止．
①物體A的最大速度υA=______m/s；
②平板車B的最大速度υB=______m/s；
③若從B開始運(yùn)動(dòng)到取得最大速度歷時(shí)0.25s，g=10m/s2，則A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=______．

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