【題目】如圖所示,質(zhì)量m1=0.3kg的小車靜止在光滑的水平面上,車長L=15m,現(xiàn)有質(zhì)量m2=0.2kg可視為質(zhì)點的物塊,以水平向右的速度v0=2m/s從左端滑上小車,最后在車面上某處與小車保持相對靜止.物塊與車面間的動摩擦因數(shù)=0.5,取g=10m/s2 . 求
(1)物塊在車面上滑行的時間t;
(2)要使物塊不從小車右端滑出,物塊滑上小車左端的速度v0′不超過多少.
【答案】
(1)解:設(shè)物塊與小車的共同速度為v,以水平向右為正方向,根據(jù)動量守恒定律有:
m2v0=(m1+m2)v…①
設(shè)物塊與車面間的滑動摩擦力為F,對物塊應用動量定理有:
﹣Ft=m2v﹣m2v0 …②
其中F=μm2g…③
聯(lián)立以三式解得:
代入數(shù)據(jù)得:t= s=0.24s…④
答:物塊在車面上滑行的時間t為0.24s.
(2)解:要使物塊恰好不從車廂滑出,須物塊滑到車面右端時與小車有共同的速度v′,則有:
m2v′0=(m1+m2)v′…⑤
由功能關(guān)系有:
…⑥
代入數(shù)據(jù)解得:v′=5 m/s
故要使物塊不從小車右端滑出,物塊滑上小車的速度v0′不能超過5 m/s.
答:要使物塊不從小車右端滑出,物塊滑上小車左端的速度v0′不超過5 m/s.
【解析】(1)物塊滑上小車后受到小車的向左的滑動摩擦力而做勻減速運動,小車受到物塊向右的滑動摩擦力而勻加速運動,當兩者速度相等時,相對靜止一起做勻速運動.對物塊和小車組成的系統(tǒng),滿足動量守恒的條件:合外力為零,運用動量守恒求得共同速度,再對小車運用動量定理求解出時間t.(2)要使物塊恰好不從小車右端滑出,滑塊滑到小車的最右端,兩者速度相同,根據(jù)動量守恒定律和功能關(guān)系結(jié)合求解速度v0′.
【考點精析】通過靈活運用功能關(guān)系和動量守恒定律,掌握當只有重力(或彈簧彈力)做功時,物體的機械能守恒;重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機械能的變化:W F =E 2 -E 1;動量守恒定律成立的條件:系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零;系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多;系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動量的分量保持不變即可以解答此題.
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【題目】用如圖1實驗裝置驗證m1、m2組成的系統(tǒng)機械能守恒.m2從高處由靜止開始下落,m1上拖著的紙帶打出一系列的點,對紙帶上的點跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律.圖2給出的是實驗中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個點,每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打下的點(圖2中未標出),計數(shù)點間的距離如圖所示.已知m1=50g、m2=150g,則(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
①在紙帶上打下記數(shù)點5時的速度v=m/s;
②在記數(shù)點0~5過程中系統(tǒng)動能的增量△EK=J.為了簡化計算,設(shè)g=10m/s2 , 則系統(tǒng)勢能的減少量△EP=J.
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【題目】一根原長10cm的彈簧,掛上5N的鉤碼時彈簧長度變?yōu)?/span>12cm,當這根彈簧改掛上15N的鉤碼時仍在彈性限度內(nèi),彈簧長度變?yōu)?/span>
A.6cmB.36cmC.12cmD.16cm
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【題目】“驗證機械能守恒定律”時,用6V、50Hz的電源向打點計時器供電,打出一條無漏點的紙帶,如圖所示,O點為重錘開始下落時打下的點,選取的計數(shù)點為A、B、C、D,各計數(shù)點到O點的長度已在圖上標出,g取9.8m/s2 , 若重錘質(zhì)量為1kg,打點計時器打出B點時,重錘下落的速度vB=m/s,重錘的動能EkB=J,從重錘開始下落到打下B點的過程中,重錘的重力勢能減小量為 J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字),該同學這樣驗證的誤差總是使重力勢能的減少量動能的增加量,原因是 .
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,是用落體法驗證機械能守恒定律的實驗裝置,請回答下列問題:
(1)從下列器材中選出實驗所必須的,其編號為 .
A.打點計時器(含紙帶);
B.重錘;
C.天平;
D.毫米刻度尺;
E.秒表.
(2)實驗中產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因是紙帶通過打點計時器時的摩擦阻力,使重錘獲得的動能往往它所減小的重力勢能(填大于、小于或等于).
(3)如果以 為縱軸,以h為橫軸,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出 ﹣h圖線是一條通過坐標原點的傾斜直線,該直線的斜率是 .
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,電源電動勢E=10 V,內(nèi)阻不計,兩電容器 C1=C2=30μF,電阻R1=4.0Ω,R2=6.0Ω,開關(guān)S是閉合的,求:
(1)R1中電流I和C1兩端的電壓U1
(2)斷開S以后,求通過R1的電量△Q。
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】汽車電動機啟動時車燈會瞬時變暗,其原因可用圖示電路解釋.在打開車燈的情況下,電動機未啟動時電流表讀數(shù)為10A,電動機啟動時電流表讀數(shù)為58A,若電源電動勢為12.5V,內(nèi)阻為0.05Ω,電流表內(nèi)阻不計,則因電動機啟動,車燈的電功率降低了多少?
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