如圖所示，光滑斜槽軌道的水平出口跟停在光滑水平面上的平板小車的上表面相平，小車的右端固定一個彈性擋板．質(zhì)量為m的小物塊從光滑斜槽軌道上由靜止開始滑下，滑上平板小車，使得小車在光滑水平面上滑動．第一次小物塊從光滑斜槽軌道上高為h處滑下，小物塊最終停在平板車上的O點．第二次使小物塊從光滑斜槽軌道上某處(圖中H高處)由靜止開始滑下，小物塊能夠到達小車右端與彈性擋板P相撞后，仍停到O點．已知平板車的質(zhì)量為3m，O點到右端彈性擋板的距離是車長的，小物塊與彈性擋板相撞時，沒有機械能的損失．求：

(1)第二次小物塊開始滑下的高度H；

(2)小物塊第二次滑下后，平板小車的最大速度是多少？

答案：
解析：

　　小物塊第一次從h高處滑下，以初速度v＝滑上平板小車．

　　設(shè)小車長為L，物塊與小車表面間的摩擦力為f，小物塊停在O點時它和小車有共同速度，設(shè)為V，

　　有mv＝(m＋3m)V　�、�

　　mv2－(m＋3m)V2＝fL　�、�

　　解得mgh＝fL　�、�

　　小車第二次從高H處滑下，以初速度＝滑上小車，與右擋板相撞后停在O點，相對于小車滑動的總路程為L．設(shè)共同速度為則有

　　m＝(m＋3m)　�、�

　　m－(m＋3m)＝fL　�、�

　　解得mgH＝fL．

　　第二次下滑的高度為H＝2h．

　　小物塊滑上小車后，滑動摩擦力使小車做勻加速運動，物塊做勻減速運動．直到物塊達到右側(cè)擋板前，此刻，物塊的速度仍大于車速，相撞后，車速要大于物塊的速度，此后車做減速運動．直到物塊與車速相同，等于．因此物塊與板相撞后瞬間的車速為最大速度，設(shè)為V2，物塊的速度設(shè)為V1．

　　討論物塊與右擋板相撞后直到二者有共同速度的過程，有

　　mV1＋3mV2＝(m＋3m)　　⑥

　　m＋3m－(m＋3m)＝fL　�、�

　　其中＝＝，代入fL＝mgh＝m可得

　　＋3－7＝0　　4＝V1＋3V2

　　解得小車的最大速度V2＝＝(V2＝舍)，V1＝－


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

在研究平拋物體的運動過程中，如圖所示的實驗：
（1）將兩個完全相同的斜滑軌固定在同一豎直面內(nèi)，它們的最下端水平，把兩個質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的頂點由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平面吻合，觀察到
球1將在水平軌道上擊中球2
球1將在水平軌道上擊中球2
，說明
平拋運動水平方向上的分運動是勻速直線運動
平拋運動水平方向上的分運動是勻速直線運動
．
（2）在教材“研究平拋物體運動”的實驗中可以測出小球經(jīng)過曲線上任意位置的瞬時速度． 實驗簡要步驟如下：
A．按教材圖安裝好器材，注意調(diào)整
斜槽末端切線水平
斜槽末端切線水平
，記下斜槽末端O點和過O點的豎直線．
B．讓小球多次從
斜槽上同一
斜槽上同一
位置無初速滾下，記下小球穿過卡片孔的一系列的位置．
C．取下白紙，以O(shè)點為原點，以豎直線為軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋軌跡．
D．測出曲線上某點的位置坐標(biāo)x、y，用 v=
gx2
2y
+2gy
gx2
2y
+2gy
算出該點的瞬時速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在游樂園坐過山車是一項驚險、刺激的游戲．游樂園“翻滾過山車”的物理原理可以用如圖所示的裝置演示．斜槽軌道AB、EF與半徑R=0.4m的豎直圓軌道（圓心為O）相連，AB、EF分別與圓O相切于B、E點，C為軌道的最低點，斜軌AB傾角為37°．質(zhì)量為m=0.1kg的小球從A點靜止釋放，先后經(jīng)B、C、D、E到F點落入小框．（整個裝置的軌道均光滑，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小球在光滑斜軌AB上運動的過程中加速度的大�。�
（2）要使小球在運動的全過程中不脫離軌道，A點距離最低點的豎直高度h至少多高及在C點時小球?qū)壍赖膲毫Γ?/div>

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科目：高中物理 來源： 題型：

在研究平拋物體的運動過程中，如圖所示的實驗：
（1）將兩個完全相同的斜滑軌固定在同一豎直面內(nèi)，它們的最下端水平，把兩個質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的頂點由靜止同時釋放，滑道2與光滑水平面吻合，觀察到
球1將在水平軌道上擊中球2
球1將在水平軌道上擊中球2
，說明
平拋運動水平方向上的分運動是勻速直線運動
平拋運動水平方向上的分運動是勻速直線運動
．
（2）在教材“研究平拋物體運動”的實驗中可以測出小球經(jīng)過曲線上任意位置的瞬時速度． 實驗簡要步驟如下：
A．讓小球多次從
斜槽上同一
斜槽上同一
位置無初速滾下，記下小球穿過卡片孔的一系列的位置．
B．按教材圖安裝好器材，注意調(diào)整
斜槽末端切線水平
斜槽末端切線水平
，記下斜槽末端O點和過O點的豎直線．
C．測出曲線上某點的位置坐標(biāo)x、y，用 v=
gx2
2y
+2gy
gx2
2y
+2gy
算出該點的瞬時速度．
D．取下白紙，以O(shè)點為原點，以豎直線為軸建立坐標(biāo)系，用平滑曲線畫平拋軌跡．
（a） 完成上述步驟，將正確的答案填在橫線上．
（b）上述實驗步驟的合理順序是
BADC
BADC
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，一根光滑的絕緣斜槽連接一個豎放置的半徑為R=0.50m的圓形絕緣光滑槽軌．槽軌處在垂直紙面向外的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B=0.50T．有一個質(zhì)量m=0.10g，帶電量為q=+1.6×10-3C的小球在斜軌道上某位置由靜止自由下滑，若小球恰好能通過最高點，則下列說法中正確的是（重力加速度取10m/s2）
 

A．小球在最高點只受到洛倫茲力和重力的作用
B．小球從初始靜止到達最高點的過程中機械能守恒
C．若小球到最高點的線速度為v，小球在最高點時的關(guān)系式mg+qvb=m
v2
R
成立
D．小球滑下初位置離軌道最低點為h=
21
20
m．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在游樂園坐過山車是一項驚險、刺激的游戲．游樂園“翻滾過山車”的物理原理可以用如圖所示的裝置演示．斜槽軌道AB、EF與半徑R=0.4m的豎直圓軌道（圓心為O）相連，AB、EF分別與圓O相切于B、E點，C為軌道的最低點，斜軌AB傾角為37°．質(zhì)量為m=0.1kg的小球從A點靜止釋放，先后經(jīng)B、C、D、E到F點落入小框．（整個裝置的軌道均光滑，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）小球能通過D點的最小速度；
（2）要使小球在運動的全過程中不脫離軌道，A點距離最低點的豎直高度h至少多高
（3）在C點時小球?qū)壍赖膲毫Γ?/div>

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