（12分）如圖所示，有一質(zhì)量為M=2kg的平板小車靜止在光滑的水平地面上，現(xiàn)有質(zhì)量均為m=1kg的小物塊A和B（均可視為質(zhì)點），由車上P處分別以初速度v1=2m/s向左和v2=4m/s向右運動，最終A、B兩物塊恰好停在小車兩端沒有脫離小車。已知兩物塊與小車間的動摩擦因數(shù)都為μ=0.1，取g=10m/s2。求：

（1）小車的長度L；
（2）A在小車上滑動的過程中產(chǎn)生的熱量；
（3）從A、B開始運動計時，經(jīng)5s小車離原位置的距離。

（1） （2）  （3）

解析試題分析：（1）由于開始時物塊A、B給小車的摩擦力大小相等，方向相反，小車不動，物塊A、B做減速運動，加速度a大小一樣，但是A的初速度小，所以A的速度先減為零。
設A在小車上滑行的時間為t1，位移為s1，由牛頓定律

A做勻減速運動，由運動學公式

                            
    由以上三式可得 ， 
A在小車上滑動過程中，B也做勻減速運動，B的位移為s2，由運動學公式 

可得               
A在小車上停止滑動時，B的速度設為 v3，有

可得        
B繼續(xù)在小車上減速滑動，而小車與A一起向右方向加速。因地面光滑，兩個物塊A、B和小車組成的系統(tǒng)動量守恒，設三者共同的速度為v，達到共速時B相對小車滑動的距離為

可得            
在此過程中系統(tǒng)損失的機械能為

可得          
故小車的車長           
（2）由于A從開始滑動到相對小車靜止以后，它隨小車一起運動。故C點距小車左端的距離為

摩擦生熱等于滑動摩擦力與相對位移的乘積
（3）小車和A在摩擦力作用下一起做加速運動，由牛頓運動定律

可得小車運動的加速度          
小車加速運動的時間為，小車勻速運動的時間為
                      
可得                 
所以            
經(jīng)5s小車離原位置有

可得        
考點：牛頓運動定律、動量定理、功能關系

練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，邊長L=2.5m、質(zhì)量m=0.50kg的正方形金屬線框，放在磁感應強度B=0.80T的勻強磁場中，它的一邊與磁場的邊界MN重合. 在力F作用下由靜止開始向左運動，5.0s末時從磁場中拉出.測得金屬線框中的電流隨時間變化的圖象如下圖所示.已知金屬線框的總電阻R=4.0Ω，求：
（1）t=5.0s時金屬線框的速度；
（2）t=4.0s時金屬線框受到的拉力F的大��；
（3）已知在5.0s內(nèi)力F做功1.92J，那么金屬線框從磁場拉出的過程中，線框中產(chǎn)生的焦耳熱是多少.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

1932年，勞倫斯和利文斯設計出了回旋加速器．回旋加速器的工作原理如圖所示，置于真空中的兩個D形金屬盒半徑為R，兩盒間的狹縫很小，帶電粒子穿過的時間可以忽略不計．磁感應強度為B的勻強磁場與盒面垂直. 設兩D形盒之間所加的交流電壓為U，被加速的粒子質(zhì)量為m、電量為q,粒子從D形盒一側(cè)開始被加速（初動能可以忽略），經(jīng)若干次加速后粒子從D形盒邊緣射出．


求：（1）粒子從靜止開始第1次經(jīng)過兩D形盒間狹縫加速后的速度大小
　 （2）粒子第一次進入D型盒磁場中做圓周運動的軌道半徑
　 （3）粒子至少經(jīng)過多少次加速才能從回旋加速器D形盒射出

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，光滑固定的豎直桿上套有一個質(zhì)量m=0.4kg的小物塊A，不可伸長的輕質(zhì)細繩通過固定在墻壁上、大小可忽略的定滑輪D，連接物塊A和小物塊B，虛線CD水平，間距d=1.2m，此時連接物塊A的細繩與豎直桿的夾角為37，物塊A恰能保持靜止．現(xiàn)在物塊B的下端再掛一個小物塊Q，物塊A可從圖示位置上升并恰好能到達C處．不計摩擦和空氣阻力，、，重力加速度g取10m/s2．求：
（1）物塊A到達C處時的加速度大�。�
（2）物塊B的質(zhì)量M；
（3）物塊Q的質(zhì)量mo．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

2012年11月23日上午，由來自東海艦隊“�？招埴棃F”的飛行員戴明盟駕駛的中國航母艦載機殲-15降落在“遼寧艦”甲板上，首降成功，隨后艦載機通過滑躍式起飛成功�；S起飛有點象高山滑雪，主要靠甲板前端的上翹來幫助戰(zhàn)斗機起飛，其示意圖如圖所示，設某航母起飛跑道主要由長度為L1=160m的水平跑道和長度為L2=20m的傾斜跑道兩部分組成，水平跑道與傾斜跑道末端的高度差m。一架質(zhì)量為kg的飛機，其噴氣發(fā)動機的推力大小恒為N，方向與速度方向相同，在運動過程中飛機受到的平均阻力大小為飛機重力的0.1倍，假設航母處于靜止狀態(tài)，飛機質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點，傾斜跑道看作斜面，不計拐角處的影響。取m/s2。

（1）求飛機在水平跑道運動的時間.
（2）求飛機到達傾斜跑道末端時的速度大小.
（3）如果此航母去掉傾斜跑道，保持水平跑道長度不變，現(xiàn)在跑道上安裝飛機彈射器，此彈射器彈射距離為84m，要使飛機在水平跑道的末端速度達到100m/s，則彈射器的平均作用力多大？（已知彈射過程中發(fā)動機照常工作）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（8分）跳傘運動員從跳傘塔上跳下，當降落傘打開后，傘和運動員所受的空氣阻力大小跟下落速度的平方成正比，即f=kv2，已知比例系數(shù)k =20Ns2/m2，運動員和傘的總質(zhì)量m=72kg．設跳傘塔足夠高，且運動員跳離塔后即打開傘，取g=10m/s2．
（1）求下落速度達到v=3m/s時，跳傘運動員的加速度大�。�
（2）求跳傘運動員最終下落的速度；
（3）若跳傘塔高h=200m，跳傘運動員在著地前已經(jīng)做勻速運動，求從開始跳下到即將觸地的過程中，傘和運動員損失的機械能．

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（10分）已知一足夠長的傳送帶與水平面的傾角為300，以一定的速度勻速運動。某時刻在傳送帶適當?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊奈飰K，物塊的質(zhì)量m=1kg,以此時為t＝0時刻記錄了小物塊之后在傳送帶上運動速度隨時間的變化關系如圖所示,若圖中取沿斜面向下的運動方向為正方向，其中v1=－6m/s,　v2=4m/s,　t1="0.5s," g取10 m/s2,已知傳送帶的速度保持不變。 求：

（1）物塊與傳送帶間的摩擦系數(shù)；
（2）0～t2內(nèi)帶動傳送帶的電動機多消耗的電能；
（3）0～t2內(nèi)系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能；

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

有一質(zhì)量為m的衛(wèi)星以軌道半徑為r、周期為T環(huán)繞某行星做圓軌道運動，已知引力常量為G。求：
（1）行星的質(zhì)量M；
（2）作用于衛(wèi)星上的引力F；
（3）若行星的半徑是衛(wèi)星軌道半徑的，行星表面的重力加速度g是多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，勻強電場方向與水平線間夾角θ=37°方向斜向右上方，電場強度為E。質(zhì)量為m的小球帶正電，以初速度v0=16m/s從A點開始運動，初速度方向與電場方向一致,其中。經(jīng)過一段時間t，小球經(jīng)過與A點在同一水平線上的B點。求

① 小球從A點運動到B點的時間t。
② A、B兩點之間的距離L。

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