如圖7所示，光滑斜槽水平末端與停在光滑水平面上長為L=2.0 m的小車上表面在同一水平面上，小車右端固定一個(gè)彈性擋板（即物體與擋板碰撞時(shí)無機(jī)械能損失）.一個(gè)質(zhì)量為m=1.0 kg的小物塊從斜槽上高h(yuǎn)=1.25 m處由靜止滑下沖上小車，已知小車質(zhì)量M=3.0 kg，物塊與小車間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.45，g取10 m/s2.求整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中小車的最大速度.

圖7

1.5 m/s.

評分標(biāo)準(zhǔn)：①②③式各2分，④⑤⑥⑦式各1分.


解析:

物塊滑到小車上時(shí)的初速度為v0，則mgh=mv20，v0=5 m/s                    ①

設(shè)物塊與擋板相碰，則碰后瞬間小車速度最大，此時(shí)物塊、小車速度分別為v1、v2則

mv0=mv1+Mv2                                                                 ②

μmgL=mv20-mv12-Mv22                                                  ③

所以2v22-5v2+3=0

所以v2=1 m/s或v2=1.5 m/s                                                      ④

討論：①當(dāng)v2=1 m/s時(shí)，v1=2 m/s>v2，此為碰前瞬間的速度                         ⑤

②當(dāng)v2=1.5 m/s時(shí)，v1=0.5 m/s<v2，此為碰后瞬間的速度                            ⑥

即小車的最大速度為1.5 m/s                                                     ⑦

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在用雙縫干涉測光的波長的實(shí)驗(yàn)中，請按照題目要求回答下列問題．
①圖1甲、乙兩圖都是光的條紋形狀示意圖，其中干涉圖樣是
 
．
②將下表中的光學(xué)元件放在圖1丙所示的光具座上組裝成用雙縫干涉測光的波長的實(shí)驗(yàn)裝置，并用此裝置測量紅光的波長．
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元件代號 A B C D E
元件名稱 光屏 雙縫 白光光源 單縫 透紅光的濾光片
將白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光學(xué)元件，由左至右，表示各光學(xué)元件的排列順序應(yīng)為
 
．（填寫元件代號）
③已知該裝置中雙縫間距d=0.50mm，雙縫到光屏的距離L=0.50m，在光屏上得到的干涉圖樣如圖7甲所示，分劃板在圖中A位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖2乙所示，則其示數(shù)為
 
mm；在B位置時(shí)游標(biāo)卡尺如圖2丙所示．由以上所測數(shù)據(jù)可以得出形成此干涉圖樣的單色光的波長為
 
m．
（2）用半徑相同的小球1和小球2的碰撞驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖3所示，斜槽與水平槽圓滑連接．安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，在地上鋪一張白紙，白紙上鋪放復(fù)寫紙，記下重錘線所指的位置O．接下來的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
步驟1：不放小球2，讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，并落在地面上．重復(fù)多次，用盡可能小的圓，把小球的所有落點(diǎn)圈在里面，其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置；
步驟2：把小球2放在斜槽前端邊緣位置B，讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下，使它們碰撞．重復(fù)多次，并使用與步驟1同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后兩小球落點(diǎn)的平均位置；
步驟3：用刻度尺分別測量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置M、P、N離O點(diǎn)的距離，即線段OM、OP、ON的長度．
①對于上述實(shí)驗(yàn)操作，下列說法正確的是
 

A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下
B．斜槽軌道必須光滑
C．斜槽軌道末端必須水平
D．實(shí)驗(yàn)過程中，白紙可以移動(dòng)，復(fù)寫紙不能移動(dòng)
E．小球1的質(zhì)量應(yīng)大于小球2的質(zhì)量
②本實(shí)驗(yàn)除需測量線段OM、OP、ON的長度外，還需要測量的物理量有
 
．
A．A、B兩點(diǎn)間的高度差h1          B．B點(diǎn)離地面的高度h2
C．小球1和小球2的質(zhì)量m1、m2    D．小球1和小球2的半徑r
③當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式
 
（用所測物理量的字母表示）時(shí)，即說明兩球碰撞遵守動(dòng)量守恒定律．如果還滿足表達(dá)式
 
（用所測物理量的字母表示）時(shí)，即說明兩球碰撞時(shí)無機(jī)械能損失．
④完成上述實(shí)驗(yàn)后，某實(shí)驗(yàn)小組對上述裝置進(jìn)行了改造，如圖4所示．在水平槽末端與水平地面間放置了一個(gè)斜面，斜面的頂點(diǎn)與水平槽等高且無縫連接．使小球1仍從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下，重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟1和2的操作，得到兩球落在斜面上的平均落點(diǎn)M′、P′、N′．用刻度尺測量斜面頂點(diǎn)到M′、P′、N′三點(diǎn)的距離分別為l1、l2、l3．則驗(yàn)證兩球碰撞過程中動(dòng)量守恒的表達(dá)式為
 
（用所測物理量的字母表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖7所示，光滑斜槽水平末端與停在光滑水平面上長為L=2.0 m的小車上表面在同一水平面上，小車右端固定一個(gè)彈性擋板（即物體與擋板碰撞時(shí)無機(jī)械能損失）.一個(gè)質(zhì)量為m=1.0 kg的小物塊從斜槽上高h(yuǎn)=1.25 m處由靜止滑下沖上小車，已知小車質(zhì)量M=3.0 kg，物塊與小車間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.45，g取10 m/s2.求整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中小車的最大速度.

圖7

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科目：高中物理 來源：2012屆廣東省執(zhí)信中學(xué)高二下學(xué)期期中考試物理試卷（帶解析） 題型：實(shí)驗(yàn)題

關(guān)于“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，請完成下列的三個(gè)問題：
（1）（3分）如圖7所示，在做“驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)必須要求滿足的條件是：
A．斜槽軌道必須是光滑的
B．斜槽軌道末端的切線是水平的
C．入射球每次都要從同一高度由靜止?jié)L下                           
D．若入射小球質(zhì)量為，被碰小球質(zhì)量為，則>    
 
（2）．（2分）利用“碰撞實(shí)驗(yàn)器”可以驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，即研究兩個(gè)小球在軌道水平部分碰撞前后的動(dòng)量關(guān)系．圖中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在地面上的垂直投影．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球m1多次從斜軌上的S位置靜止釋放，找到其平均落地點(diǎn)的位置P，測量出平拋的射程OP. 然后，把被碰小球m2靜置于軌道的水平部分，再將入射小球m1從斜軌上的S位置由靜止釋放，與小球m2相碰，并且多次重復(fù)．
接下來要完成的必要步驟是                    ．(填選項(xiàng)前的符號)
A．用天平測量兩個(gè)小球的質(zhì)量m1、m2 ；
B．測量小球m1開始釋放高度h ；
C．測量拋出點(diǎn)距地面的高度H ；
D．分別找到m1、m2相碰后平均落地點(diǎn)的位置M、N ；
E．測量平拋射程OM，ON .
（3）. （4分）若兩個(gè)小球相碰前后的動(dòng)量守恒，其表達(dá)式可以表示為             。[利用（2）中所測量的物理量表示]；若碰撞是彈性的碰撞，那么還應(yīng)該滿足的表達(dá)式應(yīng)該為                  。[利用（2）中所測量的物理量表示]．

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科目：高中物理 來源：2013屆江西省高一下學(xué)期期中考試物理試題 題型：填空題

①在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡.為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出一些操作要求，其中正確的是          。

A．實(shí)驗(yàn)所用的斜槽要盡量光滑，以減小摩擦  

B．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平

   C．每次釋放小球的位置可以不同      

D．每次必須由靜止釋放小球

②如圖7所示：為一小球作平拋運(yùn)動(dòng)的閃光照片的一部分，背景標(biāo)尺每小格表示5cm，則由照片求得的平拋運(yùn)動(dòng)的水平速度為     m/s。()

 

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