【題目】如圖所示,質(zhì)量為m1=1kg的小物塊P置于桌面上的A點(diǎn)并與彈簧的右端接觸(不拴接),輕彈簧左端固定,且處于原長(zhǎng)狀態(tài).質(zhì)量M=3.5kg、長(zhǎng)L=1.2m的小車靜置于光滑水平面上,其上表面與水平桌面相平,且緊靠桌子右端.小車左端放有一質(zhì)量m2=0.5kg的小滑塊Q.現(xiàn)用水平向左的推力將P緩慢推至B點(diǎn)(彈簧仍在彈性限度內(nèi))時(shí),撤去推力,此后P沿桌面滑到桌子邊緣C時(shí)速度為2m/s,并與小車左端的滑塊Q相碰,最后Q停在小車的右端,物塊P停在小車上距左端0.5m處.已知AB間距離L1=5cm,AC間距離L2=90cm,P與桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.4,P、Q與小車表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.1,(g取10m/s2),求:

(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能;
(2)小車最后的速度v;
(3)滑塊Q與車相對(duì)靜止時(shí)Q到桌邊的距離.

【答案】
(1)解:設(shè)彈簧的最大彈性勢(shì)能為Epm

根據(jù)能量守恒得

得 Epm=5.8J

答:彈簧的最大彈性勢(shì)能是5.8J;


(2)設(shè)物塊P與滑塊Q碰后最終與小車保持相對(duì)靜止,其共同速度為v

由動(dòng)量守恒 m1vc=(m1+m2+M)v ②

v=0.4m/s

答:小車最后的速度v是0.4m/s;


(3)設(shè)物塊P與滑塊Q碰后速度分別為v1和v2,P與Q在小車上滑行距離分別為S1和S2

P與Q碰撞前后動(dòng)量守恒 m1vc=m1 v1+m2 v2

由動(dòng)能定理 μ2m1gS12m2gS2=

由③④式聯(lián)立得 v1=1m/s

v2=2m/s

方程的另一組解:當(dāng) v2′= 時(shí),v1′= ,v1′>v2′不合題意舍去.

設(shè)滑塊Q與小車相對(duì)靜止時(shí)到桌邊的距離為S,Q 在小車上運(yùn)動(dòng)的加速度為a

由牛頓第二定律﹣μ2m2g=ma

a=﹣1m/s2

由勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律 S=

S=1.92m

答:滑塊Q與車相對(duì)靜止時(shí)Q到桌邊的距離是1.92m.


【解析】(1)彈簧彈性勢(shì)能最大時(shí)物體運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn),根據(jù)能量守恒求解彈簧的最大彈性勢(shì)能。
(2)物塊P與滑塊Q碰后最終與小車保持相對(duì)靜止,速度相等過(guò)程滿足動(dòng)量守恒。由動(dòng)量守恒求解小車最后的速度
(3)P與Q碰撞前后滿足動(dòng)量守恒和能量守恒。列出等式,由動(dòng)能定理求出物塊P與滑塊Q碰后速度,再由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,一個(gè)人站在水平地面上的長(zhǎng)木板上用力F向右推箱子,木板、人、箱子均處于靜止?fàn)顟B(tài),三者的質(zhì)量均為m,重力加速度為g,則( )

A.箱子受到的摩擦力方向向右
B.地面對(duì)木板的摩擦力方向向左
C.木板對(duì)地面的壓力大小為3mg
D.若人用斜向下的力推箱子,則木板對(duì)地面的壓力會(huì)大于3mg

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】甲、乙兩位同學(xué)進(jìn)行百米賽跑,假如把他們的運(yùn)動(dòng)近似當(dāng)作勻速直線運(yùn)動(dòng)來(lái)處理,他們同時(shí)從起跑線起跑,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后他們的位置如圖所示,在圖中分別作出在這段時(shí)間內(nèi)兩人運(yùn)動(dòng)的位移s、速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象,正確的是( )

A.
B.
C.
D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】?jī)A角為37°的光滑斜面上固定一個(gè)槽,勁度系數(shù)k=20N/m,原長(zhǎng)l0=0.6m的輕彈簧下端與輕桿相連,開(kāi)始時(shí)桿在槽外的長(zhǎng)度l=0.3m,且桿可在槽內(nèi)移動(dòng),桿與槽間的滑動(dòng)摩擦力大小F1=6N,桿與槽之間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,質(zhì)量m=1kg的小車從距彈簧上端L=0.6m處由靜止釋放沿斜面向下運(yùn)動(dòng).已知彈性勢(shì)能Ep= kx2 , 式中x為彈簧的形變量,g=10m/s2 , sin37°=0.6,關(guān)于小車和桿的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是( 。

A.小車先做勻加速運(yùn)動(dòng),然后做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng),最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)
B.小車先做勻加速運(yùn)動(dòng),后做加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)
C.桿剛要滑動(dòng)時(shí)小車已通過(guò)的位移為0.9m
D.桿從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到完全進(jìn)入槽內(nèi)所用時(shí)間為0.1s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)室提供的器材測(cè)量一待測(cè)電阻的阻值.可選用的器材(代號(hào))與規(guī)格如下:
電流表A1(量程250mA,內(nèi)阻r1為5Ω);
標(biāo)準(zhǔn)電流表A2(量程300mA,內(nèi)阻r2約為5Ω);
待測(cè)電阻R1(阻值約為100Ω);
滑動(dòng)變阻器R2(最大阻值10Ω);
電源E(電動(dòng)勢(shì)約為10V,內(nèi)阻r約為1Ω);
單刀單擲開(kāi)關(guān)S,導(dǎo)線若干.
(1)要求方法簡(jiǎn)捷,并能測(cè)多組數(shù)據(jù),請(qǐng)?jiān)谌鐖D的方框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路原理圖,并標(biāo)明每個(gè)器材的代號(hào).

(2)需要直接測(cè)量的物理量是 , 用測(cè)的量表示待測(cè)電阻R1的計(jì)算公式是R1=

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)“驗(yàn)證里的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn),裝置如圖所示,在豎直放置的木板上部附近兩側(cè),固定兩個(gè)力傳感器,同一高度放置兩個(gè)定滑輪,兩根細(xì)繩跨過(guò)定滑輪分別是兩力傳感器連接,在兩細(xì)繩連接的結(jié)點(diǎn)O處下方懸掛鉤碼,調(diào)節(jié)兩個(gè)定滑輪的位置可以改變兩細(xì)繩間的夾角,實(shí)驗(yàn)中使用若干質(zhì)量均為m的鉤碼。

1)關(guān)于實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是__________。

A實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前,需要調(diào)節(jié)木板使其位于豎直平面內(nèi)

B保持兩傳感器示數(shù)大小相等

C靜止時(shí)標(biāo)記結(jié)點(diǎn)O的位置

D靜止時(shí)用量角器量出繩子OAOB之間的夾角

E靜止時(shí)記錄鉤碼數(shù)量,力傳感器的示數(shù)和三細(xì)繩的方向

2)固定滑輪的位置,欲利用現(xiàn)有器材,改變條件再次驗(yàn)證,可采用的方法是_____________________。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為m1的物體A用細(xì)繩繞過(guò)光滑的滑輪與質(zhì)量為m2的物體B相連,連接A的細(xì)繩與水平方向的夾角為37°,此時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),已知sin37°=0.6,cos37°=0.8 。求:

1)細(xì)繩對(duì)物體A的拉力大小;

2A物體所受 摩擦力的大小和方向;

3)若m1=9.8kg,A與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,欲使系統(tǒng)始終保持靜止,則m2最大不能超過(guò)多少?(最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為=2kg的長(zhǎng)方體形木板B靜止在足夠大的水平地面上,質(zhì)量為=lkg的木箱A靜止在木板B上,一根細(xì)直的輕繩一端拴在木箱上,另一端拴在地面的木樁上,與水平面的夾角為θ=37°,己知木箱A與木板B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.5,木板B與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.4,各接觸面之間最大靜摩擦力等于其滑動(dòng)摩擦力,F(xiàn)用水平恒力F將木板B從木箱A下面以a=6m/s的加速度勻加速抽出。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g10m/s)試求:

(1)求此過(guò)程中輕繩上張力所的大;

(2)求此過(guò)程中水平恒力F的大。

(3)若沒(méi)有此輕繩,仍然要將木板B從木箱A下抽出,求水平恒力F的最小值。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系。小車上固定一個(gè)盒子,盒子內(nèi)盛有沙子。沙桶的總質(zhì)量(包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量)記為m,小車的總質(zhì)量(包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量)記為M驗(yàn)證在質(zhì)量不變的情況下,加速度與合外力成正比:先平衡摩擦力之后,掛上沙桶,從盒子中取出一些沙子,裝入沙桶中,稱量并記錄沙桶的總重力mg,將該力視為合外力F,對(duì)應(yīng)的加速度a則從打下的紙帶中計(jì)算得出。多次改變合外力F的大小,每次都會(huì)得到一個(gè)相應(yīng)的加速度本次實(shí)驗(yàn)中,桶內(nèi)的沙子取自小車中,故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變.以合外力F為橫軸,以加速度a為縱軸,畫(huà)出aF圖象,圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的直線。

①你認(rèn)為把沙桶的總重力mg當(dāng)作合外力F是否合理?答:________。(合理不合理”)

②本次實(shí)驗(yàn)中,是否應(yīng)該滿足M>>m這樣的條件?

答:________(”)理由是:。

③打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率f=50Hz。下圖是某同學(xué)在正確操作下獲得的一條紙帶,A、BC、DE每?jī)牲c(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)出。寫出用s1、s2s3、s4以及f來(lái)表示小車加速度的計(jì)算式:a= 。根據(jù)紙帶所提供的數(shù)據(jù),算得小車的加速度大小為 m/s2(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案