如圖所示,在光滑水平地面上有一固定的擋板,擋板左端固定一個輕彈簧,F(xiàn)有一質(zhì)量M=3kg,長L=4m的小車AB(其中為小車的中點,部分粗糙,部分光滑)一質(zhì)量為m=1kg的小物塊(可視為質(zhì)點),放在車的最左端,車和小物塊一起以4m/s的速度在水平面上向右勻速運動,車撞到擋板后瞬間速度變?yōu)榱悖磁c擋板粘連。已知車部分的長度大于彈簧的自然長度,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),小物塊與車部分之間的動摩擦因數(shù)為0.3,重力加速度。求:

(1)小物塊和彈簧相互作用的過程中,彈簧具有的最大彈性勢能;
(2)小物塊和彈簧相互作用的過程中,彈簧對小物塊的沖量;
(3)小物塊最終停在小車上的位置距端多遠(yuǎn)。

(1)2J(2),方向水平向左(3)1.5m

解析試題分析:(1)小物塊運動的加速度
           ①
根據(jù)運動學(xué)公式
         ②
由能量關(guān)系
            ③
由①②③式并代入數(shù)據(jù)得
               ④
(2)小物塊離開彈簧時的速度
            ⑤
對小物塊,根據(jù)動量定理
         ⑥
由⑤⑥式并代入數(shù)據(jù)得
          ⑦
彈簧對小物塊的沖量大小為,方向水平向左。⑧
(3)小物塊滑過點和小車相互作用,根據(jù)動量守恒
             ⑨
根據(jù)摩擦生熱方程
  ⑩
小物塊最終停在小車上距的距離
                  ⑾
由⑦⑧⑨式并代入數(shù)據(jù)得
                   ⑿
考點:牛頓定律、動量定理、動量守恒及能量守恒定律。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示,內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的1/4圓弧管固定在豎直平面內(nèi),圓弧的半徑為0.2m,在圓心O處固定一個電荷量為-.0×C的點電荷。質(zhì)量為0.06kg、略小于圓管截面的帶電小球,從與O點等高的A點沿圓管內(nèi)由靜止運動到最低點B ,到達(dá)B點小球剛好與圓弧沒有作用力,然后從B點進(jìn)入板距d= 0.08m的兩平行板電容器后剛好能在水平方向上做勻速直線運動,且此時電路中的電動機(jī)剛好能正常工作。已知電源的電動勢為12V,內(nèi)阻為1Ω,定值電阻R的阻值為6Ω,電動機(jī)的內(nèi)阻為0.5Ω.求(取g=10m/s2,靜電力常量k="9.0" ×109 N·m2/C2

(1)小球到達(dá)B點時的速度;
(2)小球所帶的電荷量;
(3)電動機(jī)的機(jī)械功率。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形,固定在豎直面內(nèi),管口B、C的連線水平,在BC下方有一水平向右的勻強(qiáng)電場,整個半圓細(xì)管均處在電場中。質(zhì)量為m、荷量為q的帶正電小球從B點正上方的A點自由下落,A、B兩點間的距離為2R。當(dāng)小球到達(dá)圓管的最低點P時,對下方管壁的壓力大小等于其重力的9倍。重力加速度為g。

求:(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小。
(2)小球在管中運動的最大動能。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(15分)如圖所示,一輕繩吊著粗細(xì)均勻的棒,棒下端離地面高H,上端套著一個細(xì)環(huán),棒和環(huán)的質(zhì)量均為m,相互間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力kmg(k>1),斷開輕繩,棒和環(huán)自由下落,假設(shè)棒足夠長,與地面發(fā)生碰撞時,觸地時間極短,無動能損失,棒在整個運動過程中始終保持豎直,空氣阻力不計,求:

⑴棒第一次與地面碰撞彈起上升過程中,環(huán)的加速度;
⑵棒與地面第二次碰撞前的瞬時速度;
⑶從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止,摩擦力對棒和環(huán)做的功分別是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(18分)如圖21所示,一根長0.1m的細(xì)線,一端系著一個質(zhì)量為0.18kg的小球,拉住線的另一端,使球在光滑的水平桌面上作勻速圓周運動,使小球的轉(zhuǎn)速很緩慢地增加,當(dāng)小球的轉(zhuǎn)速增加到開始時轉(zhuǎn)速的3倍時,細(xì)線斷開,線斷開前的瞬間線的拉力比開始時大40N,求:
 
(1)線斷開前的瞬間,線的拉力大小。
(2)線斷開的瞬間,小球運動的線速度。
(3)如果小球離開桌面時,速度方向與桌邊的夾角為,桌面高出地面0.8m,求小球飛出后的落地點距桌邊的水平距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(8分)如圖甲,真空中兩豎直平行金屬板A、B相距,B板中心有小孔O,兩板間電勢差隨時間變化如圖乙.時刻,將一質(zhì)量,電量的帶正電粒子自O(shè)點由靜止釋放,粒子重力不計.求:  
 
(1)釋放瞬間粒子的加速度;   
(2)在圖丙中畫出粒子運動的圖象.(至少畫一個周期,標(biāo)明數(shù)據(jù),不必寫出計算過程)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(9分)某物體在水平拉力F1作用下由靜止開始沿水平面運動,經(jīng)過時間t后,將拉力突然變?yōu)橄喾捶较,同時改變大小為F2,又經(jīng)過時間2t后恰好回到出發(fā)點,求:
(1)F1與F2之比為多少?
(2)F1與F2做功之比為多少?
(3)求t時刻與3t時刻的速率之比為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(16分)如圖所示,傾角為37°的粗糙斜面AB底端與半徑R=0.4m的光滑半圓軌道BC平滑相連,O為軌道圓心,BC為圓軌道直徑且處于豎直方向,A、C兩點等高,質(zhì)量m=1kg的滑塊從A點由靜止開始下滑,恰能滑到與O等高的D點,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

⑴求滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ;
⑵若使滑塊能到達(dá)C點,求滑塊從A點沿斜面滑下時的初速度v0的最小值;
⑶若滑塊離開C處的速度大小為4m/s,求滑塊從C點飛出至落到斜面上的時間t。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)如圖,一個質(zhì)量為0.6kg的小球以某一初速度從P點水平拋出,恰好從光滑圓弧ABC的A點的切線方向進(jìn)入圓。ú挥嬁諝庾枇,進(jìn)入圓弧時無機(jī)械能損失)。已知圓弧的半徑R=0.3m,,小球到達(dá)A點時的速度 v="4" m/s 。取g ="10" m/s2,求:

(1)小球做平拋運動的初速度v0
(2)P點與A點的高度差;
(3)小球到達(dá)圓弧最高點C時對軌道的壓力。

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同步練習(xí)冊答案