【題目】【全國百強(qiáng)校】光滑水平地面上停放著一輛質(zhì)量m=2kg的平板車,質(zhì)量M=4kg可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊靜放在車左端,滑塊與平板車之間的動摩擦因數(shù),如圖所示,一水平向右的推力F=24N作用在滑塊M上0.5s撤去,平板車?yán)^續(xù)向右運(yùn)動一段時間后與豎直墻壁發(fā)生碰撞,設(shè)碰撞時間極短且車以原速率反彈,滑塊與平板之間的最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小相等,平板車足夠長,以至滑塊不會從平板車右端滑落,,求:
(1)平板車第一次與墻壁碰撞后能向左運(yùn)動的最大距離s多大?此時滑塊的速度多大?
(2)平板車第二次與墻壁碰撞前的瞬間速度多大?
(3)為使滑塊不會從平板車右端滑落,平板車至少要有多長?
【答案】(1)1m/s (2) (3)
【解析】(1)滑塊與平板車之間的最大靜摩擦力
設(shè)滑塊與車不發(fā)生相對滑動而一起加速運(yùn)動的最大加速度為,以車為研究對象,則
以滑塊和車整體為研究對象,作用在滑塊上使滑塊與車一起靜止地加速的水平推力的最大值設(shè)為
則
已知水平推力F=24N<36N,所以在F作用下M、m能相對靜止地一起向右加速
由動量定理得:Ft=(m+M)v1,
代入數(shù)據(jù)解得:v1=2m/s,
設(shè)第一次碰墻后到第二次碰前車和滑塊組成的系統(tǒng)動量守恒
車向左運(yùn)動速度減為0時,由于m<M,滑塊仍在向右運(yùn)動,設(shè)此時滑塊的速度為,車離墻壁距離s
以車為研究對象,根據(jù)動能定理可得
解得
(2)第一次碰撞后車運(yùn)動到速度為零時,滑塊仍有向右的速度,滑動摩擦力使車以相同的加速度重新向右加速,如果車的加速度過程持續(xù)到與墻第二次相碰,則加速度過程位移也為s,可算出第二次碰撞瞬間的速度大小也為2m/s,系統(tǒng)的總動量大于第一次碰墻后的動量,這顯然是不可能的,可見在第二次碰墻前車已停止加速,即第二次碰墻前一些時間和滑塊已相對靜止,
設(shè)車與墻壁第二次碰撞前瞬間速度為,
則
解得
(3)車每次與墻碰撞后一段時間內(nèi),滑塊都會相對車有一段向右的滑動,由于兩者相互摩擦,系統(tǒng)的部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,車與墻多次碰撞后,最后全部機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,車停在墻邊,滑塊相對車的總位移設(shè)為
則有
解得
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】半徑分別為R和 的兩個光滑半圓,分別組成圖甲、乙所示的兩個圓弧軌道,一小球從某一高度下落,分別從甲、乙所示的開口向上的半圓軌道的右側(cè)邊緣進(jìn)入軌道,都沿著軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動并恰好能從開口向下的半圓軌道的最高點(diǎn)通過,則下列說法正確的是( )
A. 甲圖中小球開始下落的高度比乙圖中小球開始下落的高度大
B. 甲圖中小球開始下落的高度和乙圖中小球開始下落的高度一樣
C. 甲圖中小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的壓力比乙圖中小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的壓力大
D. 甲圖中小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的壓力和乙圖中小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的壓力一樣大
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】物理學(xué)的發(fā)展對人類文明起著重要的作用,下列對物理學(xué)家所做貢獻(xiàn)的敘述中正確的是
A. 奧斯特最早測定了元電荷e的數(shù)值
B. 法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象
C. 楞次通過實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場
D. 安培發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)與他堅信電和磁之間一定存在聯(lián)系的哲學(xué)思想是分不開的
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】我國發(fā)射的“嫦娥一號”衛(wèi)星經(jīng)過多次加速、變軌后,最終成功進(jìn)入環(huán)月工作軌道.如圖所示,衛(wèi)星既可以在離月球比較近的圓軌道a上運(yùn)動,也可以在離月球比較遠(yuǎn)的圓軌道b上運(yùn)動.下列說法正確的是( )
A. 衛(wèi)星在a上運(yùn)行的線速度小于在b上運(yùn)行的線速度
B. 衛(wèi)星在a上運(yùn)行的周期大于在b上運(yùn)行的周期
C. 衛(wèi)星在a上運(yùn)行的角速度小于在b上運(yùn)行的角速度
D. 衛(wèi)星在a上運(yùn)行時受到的萬有引力大于在b上運(yùn)行時的萬有引力
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】“蹦極”是一種很有挑戰(zhàn)性的運(yùn)動.如圖所示,某人身系彈性繩從高空P處自由下落,做蹦極運(yùn)動,圖中a是彈性繩原長的位置,c是人所到達(dá)的最低點(diǎn),b是人靜止懸著時的平衡位置,不計空氣阻力,彈性繩始終在彈性限度內(nèi),下列說法正確的是
A. 以人和彈性繩組成的系統(tǒng)為研究對象,從P處到c點(diǎn)的過程中機(jī)械能守恒
B. 人到達(dá)b點(diǎn)時動能最大
C. 人從P處到b點(diǎn)的過程中速度先增大后減小
D. 從P處到c點(diǎn),人減少的重力勢能大于彈性繩增加彈性勢能
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】一彈簧 振子做簡諧運(yùn)動,周期為T,則下列說法中正確的是( )
A.若t時刻和(t+)時刻振子運(yùn)動位移的大小相等,方向相同,則一定等于T的整數(shù)倍
B.若t時刻和(t+)時刻振子運(yùn)動速度的大小相等,方向相反, 則一定等于T的整數(shù)倍
C.若=T,則在t時刻和(t+)時刻振子運(yùn)動的加速度一定相等
D.若=T/2,則在t時刻和(t+)時刻彈簧的長度一定相等
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是
A. 玻爾原子理論認(rèn)為電子的軌道是量子化的
B. 玻爾原子理論認(rèn)為原子的能量是量子化的
C. 玻爾原子理論也能解釋氦原子的光譜現(xiàn)象
D. 由于α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果很難用核式結(jié)構(gòu)理論解釋,玻爾便提出了他的基本假設(shè)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】2008年9月25日,我國利用“神舟七號”飛船將航天員成功送入太空,9月26日4時04分,“神舟七號”飛船成功變軌,由原來的橢圓軌道變?yōu)榫嗟孛娓叨葹?/span>h(約340km)的圓形軌道。已知飛船的質(zhì)量為m,地球半徑為R,地面處的重力加速度為g,地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω,則下列說法正確的是( )
A. 飛船由橢圓軌道變?yōu)閳A形軌道時,需要在橢圓的遠(yuǎn)地點(diǎn)處使飛船減速
B. 飛船做勻速圓周運(yùn)動時,運(yùn)行速度小于7.9
C. 飛船在圓軌道上運(yùn)動時,航天員將不受重力作用
D. 飛船在距地面高度為h(約340km)的圓軌道上運(yùn)動時的速度大于(R+h)ω
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】已知某船在靜水中的速度為v1=5m/s,現(xiàn)讓船渡過某條河,假設(shè)這條河的兩岸是理想的平行線,河寬為d=100m,水流速度為v2=3m/s,方向與河岸平行.
(1)欲使船以最短時間渡河,最短時間是多少?
(2)欲使船以最小位移渡河,渡河所用時間是多少?
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