2．質(zhì)量為M的帶支架的小車靜止在光滑水平地面上，支架上用長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩懸掛一質(zhì)量為m的小球，現(xiàn)將小球拉至懸線水平位置后由靜止釋放，如圖所示，試求在小球擺動(dòng)過程中，小車的最大速度和最大位移．

分析 小球從靜止下擺時(shí)，系統(tǒng)水平方向不受外力，水平方向動(dòng)量守恒．小球下擺到最低點(diǎn)時(shí)，小車的速度最大．根據(jù)系統(tǒng)的水平方向動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒列式，即可求出小車的最大速度．
根據(jù)系統(tǒng)水平方向平均動(dòng)量守恒，用水平位移表示小球和小車的速度，根據(jù)動(dòng)量守恒列式求解小車向右移動(dòng)的最大位移．

解答 解：當(dāng)小球擺至最低點(diǎn)時(shí)，小球和小車的速度大小分別為v1和v2．取水平向左為正方向，據(jù)系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒得：
  mv1-Mv2=0
另據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得：mgL=$\frac{1}{2}$mv12+$\frac{1}{2}$Mv22
得小車的最大速度 v2=$\frac{m}{M}$$\sqrt{\frac{2MgR}{M+m}}$
當(dāng)小球從開始到擺到最低點(diǎn)的過程中，小球水平位移的大小為s1，小車水平位移的大小為s2．
在這一過程中，由系統(tǒng)水平方向總動(dòng)量守恒得（取水平向左為正方向）
 m$\frac{{s}_{1}}{t}$-M$\frac{{s}_{2}}{t}$=0
又 s1+s2=L
由此可得：s2=$\frac{mL}{M+m}$
所以小車的最大位移為：sm=2s2=$\frac{2mL}{M+m}$
答：小車的最大速度為$\frac{m}{M}$$\sqrt{\frac{2MgR}{M+m}}$，最大位移為$\frac{2mL}{M+m}$．

點(diǎn)評(píng) 本題中前兩題是常規(guī)題，利用系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒列式，即可求出相關(guān)量．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．如圖所示為改進(jìn)后的回旋加速器的示意圖，其中距離很小的盒縫間的加速電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小恒定，且被限制在A、C板間，帶電粒子從P0處靜止釋放，并沿電場(chǎng)線方向進(jìn)入加速電場(chǎng)，經(jīng)加速后進(jìn)入D形盒中的勻強(qiáng)磁場(chǎng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對(duì)于這種回旋加速器，下列說法正確的是（　　）
A．帶電粒子每運(yùn)動(dòng)一周被加速一次
B．P1P2=P2P3
C．粒子能達(dá)到的最大速度與D形盒的尺寸無關(guān)
D．加速電場(chǎng)的方向需要做周期性的變化

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量E1=-13.6eV，能量關(guān)系En=$\frac{1}{{n}^{2}}$E1，求氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)時(shí)：
（1）原子系統(tǒng)具有的能量；
（2）若要使處于n=2的氫原子電離，至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子？（普朗克常量h=6.6×10-34J•s）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．某實(shí)驗(yàn)探究小組為了測(cè)定滑動(dòng)變阻器上金屬絲的電阻率，除待測(cè)滑動(dòng)變阻器Rx（總阻值約25Ω）外，在實(shí)驗(yàn)室還找到了下列器材．
A．學(xué)生電源，有三個(gè)輸出端，分別是：交流輸出（可輸出電壓2V、4V、6V、8V、10V，額定電流1A），直流輸出（可輸出電壓約2V、4V、6V、8V、10V，額定電流1A），直流穩(wěn)壓（電壓6V，額定電流0.6A） 
B．電流表A1（0～0.6A～3A，內(nèi)阻約1Ω、0.5Ω）
C．電流表A2（0～100mA，內(nèi)阻約10Ω）
D．電壓表V（0～3V～15V，內(nèi)阻約1kΩ、3kΩ）
E．螺旋測(cè)微器
F．電阻箱R1（0～999.9Ω，1A）
G．電阻箱R2（0～9 999Ω，1A）
H．單刀雙擲開關(guān)S一只
（1）選擇適當(dāng)?shù)钠鞑�，設(shè)計(jì)一個(gè)電路，要求能較準(zhǔn)確地測(cè)出Rx和電流表內(nèi)阻的值，在如圖虛線框內(nèi)畫出電路圖，并標(biāo)明所選學(xué)生電源的輸出端、器材代號(hào)和電表量程．
（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)得滑動(dòng)變阻器瓷管直徑為d1，繞有金屬絲部分的直徑為d2，則金屬絲的半徑為r=$\frac{591tpvt_{2}-lr139tx_{1}}{4}$；金屬絲共N匝，則其長(zhǎng)度為L(zhǎng)=$Nπ\(zhòng)frac{f79h3br_{2}+dzr7tvx_{1}}{2}$．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

17．如圖所示，電阻不計(jì)的平行光滑金屬導(dǎo)軌與水平面的夾角為θ，寬度為L(zhǎng)，下端與阻值為R的電阻相連．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過導(dǎo)軌平面，現(xiàn)使質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒ab位置以平行于斜面的初速度沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng)，滑行到最遠(yuǎn)位置a′b′后又下滑．已知導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中的最大加速度為2gsinθ，g為重力加速度，軌道足夠長(zhǎng)，則（　�。�
A．導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)過程中的最大速度$\frac{mgsinθ}{{B}^{2}{l}^{2}}$
B．R上的最大熱功率為$\frac{{{m^2}{g^2}R{{sin}^2}θ}}{{{B^2}{l^2}}}$
C．導(dǎo)體棒返回到ab位置前已經(jīng)達(dá)到下滑的最大速度
D．導(dǎo)體棒返回到ab位置時(shí)剛好達(dá)到下滑的最大速度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

7．如圖所示，物體的運(yùn)動(dòng)分三段，第1、2s為第Ⅰ段，第3、4s為第Ⅱ段，第5s為第Ⅲ段，則下列說法中正確的是（　�。�
A．第Ⅰ段與第Ⅲ段平均速度不相等
B．第1s內(nèi)的加速度小于第5s內(nèi)的加速度
C．第1s末與第4.5s末的速度方向相同
D．第Ⅲ段的加速度與速度的方向不同

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

14．質(zhì)量為m的汽車以恒定功率P沿傾角為θ的傾斜路面向上行駛，最終以速度v勻速運(yùn)動(dòng)，若保持汽車的功率P不變，使汽車沿這個(gè)傾斜路面向下運(yùn)動(dòng)，最后勻速行駛，由此可知（汽車所受阻力大小不變）（　�。�
A．汽車的最后速度一定大于vB．汽車的最后速度可能小于v
C．汽車所受的阻力一定大于mgsinθD．汽車所受的阻力可能小于mgsinθ

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

11．用F=50N的力拉一個(gè)物體在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)的方向與水平面的夾角為37°，物體的質(zhì)量為10kg，若物體前進(jìn)了10m，拉力F做的功為400J，重力做的功為0J，支持力做的功為0J，摩擦力做的功為-400J．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．寫出比較電荷在電場(chǎng)中兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能大小的方法有哪些？

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案