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【題目】如圖所示,水平面上有一質量、長的木板右端緊靠豎直墻壁,與墻壁不粘連,木板與水平面間的動摩擦因數。質量的小滑塊(可視為質點)以水平速度滑上木板左端,滑到木板右端時速度恰好為零,取重力加速度。

(1)求小滑塊與木板間的動摩擦因數μ2

(2)現使小滑塊以水平速度滑上木板左端,滑到木板右端時與豎直墻壁發(fā)生碰撞(作用時間極短),碰后小滑塊以原速率反彈。求:

①碰撞過程中,小滑塊對墻壁的沖量I;

②最終小滑塊停止運動時,木板右端離墻壁的距離s

【答案】(1)0.8;(2)80N·s,方向水平向右;②5m

【解析】

(1)小滑塊以滑上木板,滑到右端時速度恰好為零,根據動能定理有

代入數據解得

(2)①小滑塊以滑上木板,設滑到右端時速度大小為v,根據動能定理有

代入數據解得

小滑塊與墻壁發(fā)生彈性碰撞,碰后速度大小仍為v,方向向左。以向左為正方向,對小滑塊根據動量定理有

代入數據解得

由牛頓第三定律可知小滑塊對墻壁的沖量

所以方向水平向右。

②碰后小滑塊在木板上向左滑行,將木板帶動,對小滑塊根據牛頓第二定律有

代入數據解得

對木板有

代入數據解得

假設小滑塊不會從木板上滑落,經過時間t,二者達到共同速度v,則有

聯立方程,代入數據解得

,

在時間t內,小滑塊和木板向左運動的路程分別為sAsB,小滑塊在木板上滑行的距離為,則有

聯立方程,代入數據解得

因為

所以上述假設小滑塊不會從板上滑落成立。經分析知共速后二者能一起向左做勻減速運動,根據牛頓第二定律有

代入數據解得

設木板向左勻減速滑行的路程為,則

代入數據解得

最終小滑塊停止運動時,木板右端離墻壁的距離為

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示的電路中,ABCD為兩個水平放置的平行板電容器,AB板間有一點P,閉合開關K,待電路穩(wěn)定后將開關斷開,F將一有機玻璃板(圖中未畫出)插入CD板間,則下列說法正確的是( 。

A.CD平行板電容器的電容減小

B.P點電勢降低

C.A、B兩板間的電場強度增大

D.電阻R中有向右的電流

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【題目】如圖所示,L是自感系數較大的線圈,其直流電阻可忽略不計,a、b、c是三個相同的小燈泡,下列說法正確的是

A. 開關S閉合時,b、c燈立即亮,a燈逐漸亮

B. 開關S閉合,電路穩(wěn)定后,bc燈亮,a燈不亮

C. 開關S斷開時,bc燈立即熄滅,a燈逐漸熄滅

D. 開關S斷開時,c燈立即熄滅,a、b燈逐漸熄滅

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【題目】滑板運動是極限運動的鼻祖,許多極限運動項目均由滑板項目延伸而來。如圖所示是滑板運動的軌道,BCDE是兩段光滑圓弧形軌道,BC段的圓心為O點、圓心角 θ60°,半徑OC與水平軌道CD垂直,滑板與水平軌道CD間的動摩擦因數μ0.2。某運動員從軌道上的A點以v03m/s的速度水平滑出,在B點剛好沿軌道的切線方向滑入圓弧軌道BC,經CD軌道后沖上DE軌道,到達E點時速度減為零,然后返回.已知運動員和滑板的總質量為m60kg,B、E兩點與水平軌道CD的豎直高度分別為h2mH2.5m.求:

(1)運動員從A點運動到B點過程中,到達B點時的速度大小vB

(2)水平軌道CD段的長度L

(3)通過計算說明,第一次返回時,運動員能否回到B點?如能,請求出回到B點時速度的大;如不能,請求出最后停止的位置距C點的距離.

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【題目】小華想利用單擺測量某山山頂的重力加速度,但沒有理想的擺球,他找到一塊密度較大、體積較小但形狀不規(guī)則的石塊當擺球,具體操作如下:

①將石塊用細線系好,P為石塊上方的結點,懸點為O

②讓該裝置在豎直平面內做小角度擺動,為測量周期,需在石塊擺動到_________(填“最高點”或“最低點”)時開始計時;

③若以測量的OP長度作為擺長,完成一次測量后,算出山頂的重力加速度g。則該計算值比真實值_______(填“偏大”或“偏小”);

④小華改變OP間細線的長度,記下兩次細線長度l1、l2和對應周期T1、T2,則g=___________(用以上四個量表示)。

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【題目】如圖所示,在無限長的豎直邊界ACDE間,上、下部分分別充滿方向垂直于ADEC平面向外的勻強磁場,上部分區(qū)域的磁感應強度大小為B0OF為上、下磁場的水平分界線。質量為m、帶電荷量為+q的粒子從AC邊界上與O點相距為aP點垂直于A C邊界射入上方區(qū)域,經OF上的Q點第一次進入下方區(qū)域,QO點的距離為3a。不考慮粒子重力

(1)求粒子射入時的速度大;

(2)要使粒子不從AC邊界飛出,求下方區(qū)域的磁感應強度應滿足的條件;

(3)若下方區(qū)域的磁感應強度B=3B0,粒子最終垂直DE邊界飛出,求邊界DEAC 間距離的可能值。

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【題目】如圖所示,質量為M=2kg足夠長的小車以v0=2.5m/s的速度沿光滑的水平面運動,在小車正上方h=1.25m處有一質量為m=0.5kg的可視為質點的物塊靜止釋放,經過一段時間剛好落在小車上無反彈,作用時間很短,隨后二者一起沿水平面向右運動。已知物塊與小車上表面之間的動摩擦因數為μ0.5,重力加速度為g=10m/s2,忽略空氣阻力。則下列說法正確的是( 。

A.物塊落在小車的過程中,物塊和小車的動量守恒

B.物塊落上小車后的最終速度大小為3m/s

C.物塊在小車的上表面滑動的距離為0.5m

D.物塊落在小車的整個過程中,系統損失的能量為7.5J

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據此回答下列問題:

1)若要驗證動能定理的表達式,下列各物理量中需測量的有_________

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D.小車的質量M E.小車與木板的摩擦力

2)根據實驗所測的物理量,驗證動能定理的表達式為:________。(用題中所給的符號表示,重力加速度用g表示)

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A.僅將滑動觸頭Pl緩慢地向上滑動

B.僅將滑動觸頭P2緩慢地向上滑動

C.僅將滑動變阻器的滑動觸頭P3緩慢地向下滑動

D.將滑動觸頭P2緩慢地向下滑動,同時P3緩慢地向下滑動

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