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17.如圖所示,平板車AB 質(zhì)量為m,長為L,C 為車面A、B 的中點(diǎn).車右端有一可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量為2m 的滑塊,整個(gè)裝置靜止在光滑水平面上.現(xiàn)在給車施加一個(gè)向右的水平外力F,使車向右運(yùn)動(dòng),同時(shí)滑塊相對于車滑動(dòng),當(dāng)滑塊滑至C 點(diǎn)時(shí)撤去外力,此時(shí)滑塊的速度為v0,車的速度為2v0,最后滑塊恰好停在車的左端B 點(diǎn)與車一起向右運(yùn)動(dòng).滑塊與車面AC 段、CB 段間的動(dòng)摩擦因數(shù)是不同的,設(shè)分別為μ1、μ2.求:
(1)滑塊從A到C的過程中,受到的摩擦力所做的功;
(2)μ1的大小和外力F 的大小;
(3)μ2的大�。�

分析 (1)由動(dòng)能定理求解;
(2)分析從A到C運(yùn)動(dòng)過程平板車和滑塊的受力情況,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律根據(jù)速度和相對位移求解;
(3)分析從C到B運(yùn)動(dòng)過程平板車和滑塊的受力情況,由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律根據(jù)速度和相對位移求解.

解答 解:(1)滑塊從A到C的過程中只有摩擦力做功,故由動(dòng)能定理可得:摩擦力所做的功W=12×2mv02=mv02
(2)滑塊從A到C的運(yùn)動(dòng)過程,做加速度{a}_{1}=\frac{2{μ}_{1}mg}{2m}={μ}_{1}g的勻加速運(yùn)動(dòng),平板車做加速度{a}_{2}=\frac{F-2{μ}_{1}mg}{m}的勻加速運(yùn)動(dòng);
當(dāng)滑塊滑至C 點(diǎn)時(shí)撤去外力,此時(shí)滑塊的速度為v0,車的速度為2v0,故有a2=2a1,且\frac{1}{2}L=\frac{(2{v}_{0})^{2}}{2{a}_{2}}-\frac{{{v}_{0}}^{2}}{2{a}_{1}}
所以,F(xiàn)=4μ1mg,{a}_{1}=\frac{{{v}_{0}}^{2}}{L},所以,{μ}_{1}=\frac{{a}_{1}}{g}=\frac{{{v}_{0}}^{2}}{gL},F=4{μ}_{1}mg=\frac{4m{{v}_{0}}^{2}}{L};
(3)滑塊從C到B的運(yùn)動(dòng)過程,做加速度為{a}_{1}′=\frac{2{μ}_{2}mg}{2m}={μ}_{2}g的勻加速運(yùn)動(dòng),平板車做加速度{a}_{2}′=\frac{2{μ}_{2}mg}{m}=2{μ}_{2}g的勻減速運(yùn)動(dòng);
又有最后滑塊恰好停在車的左端B 點(diǎn)與車一起向右運(yùn)動(dòng),設(shè)從C到B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,則有:v0+a1′t=2v0-a2′t,\frac{1}{2}L=2{v}_{0}t-\frac{1}{2}{a}_{2}′{t}^{2}-({v}_{0}t+\frac{1}{2}{a}_{1}′{t}^{2});
所以,t=\frac{L}{{v}_{0}},{μ}_{2}=\frac{{v}_{0}}{3gt}=\frac{{{v}_{0}}^{2}}{3gL};
答:(1)滑塊從A到C的過程中,受到的摩擦力所做的功為m{{v}_{0}}^{2}
(2)μ1的大小為\frac{{{v}_{0}}^{2}}{gL},外力F 的大小為\frac{4m{{v}_{0}}^{2}}{L};
(3)μ2的大小為\frac{{{v}_{0}}^{2}}{3gL}

點(diǎn)評 經(jīng)典力學(xué)問題一般先對物體進(jìn)行受力分析,求得合外力及運(yùn)動(dòng)過程做功情況,然后根據(jù)牛頓定律、動(dòng)能定理及幾何關(guān)系求解.

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

3.兩個(gè)等量點(diǎn)電荷P、Q在真空中產(chǎn)生電場的電場線(方向未標(biāo)出)如圖所示.P、Q 是兩個(gè)等量異種(填“同種”或“異種”)電荷,P、Q 產(chǎn)生的是非勻強(qiáng)(填“勻強(qiáng)”或“非勻強(qiáng)”)電場.

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4.氡222是一種天然放射性氣體,會(huì)對人的呼吸系統(tǒng)造成損傷.它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一.其衰變方程可表示為86222Rn→84218Po+X.已知86222Rn的半衰期為3.8天.下列說法正確的是( �。�
A.生成物中的X是α粒子
B.采用光照的方法可以減小氡222的半衰期
C.1克86222Rn經(jīng)過3.8天還剩下0.5克86222Rn
D.2個(gè)86222Rn經(jīng)過3.8天還剩下1個(gè)86222Rn

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A.物塊的加速度大小不變,但方向改變一次
B.物塊的加速度大小不斷改變,當(dāng)加速度最大時(shí),速度為零
C.物塊與彈簧的機(jī)械能總和先增大后減小
D.物塊的重力勢能先增大后減小

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.如圖所示,地面上方存在一勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向?yàn)樗椒较�,磁感�?yīng)強(qiáng)度的大小為B,一帶電荷量為-q的小球,質(zhì)量為m,以初速度v0豎直向上射入勻強(qiáng)磁場中,重力加速度為g,空氣阻力不計(jì),求當(dāng)小球到達(dá)高度為h的P點(diǎn)時(shí),小球所受洛倫茲力的大小F

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2.如圖所示,擺球質(zhì)量為m,擺線長為L,若將小球拉至擺線與水平方向夾300角的P點(diǎn)處,然后自由釋放.設(shè)重力加速度為g,小球在B處繃直繩子的過程無能量損失,試計(jì)算擺球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度v和擺線中的張力T大�。�

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9.用50N的水平外力F,拉一靜止放在光滑的水平面上的質(zhì)量為20kg的物體,力F作用4s后撤去,則第5s末物體的速度和加速度分別為( �。�
A.v=10.0m/s,a=0B.v=12.5m/s,a=0
C.v=12.5m/s,a=2.5m/s2D.v=10.0m/s,a=2.5m/s2

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6.如圖所示,一勁度系數(shù)較小的金屬彈簧處自由狀態(tài),當(dāng)通以圖示方向的電流時(shí),彈簧將會(huì)發(fā)生的變化是( �。�
A.縱向收縮,徑向膨脹B.縱向收縮,徑向收縮
C.縱向伸長,徑向膨脹D.縱向伸長,徑向收縮

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

7.以下說法中正確的有( �。�
A.因?yàn)椴祭蔬\(yùn)動(dòng)的激烈程度跟溫度有關(guān),所以布朗運(yùn)動(dòng)也可以叫做熱運(yùn)動(dòng)
B.兩個(gè)分子從相距較遠(yuǎn)(分子力忽略)開始靠近,直到不能再靠近的過程中,分子力先增大再減小至零然后又增大,分子勢能先減少后增加
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D.物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性的物體一定是非晶體
E.任何熱機(jī)都不可能使燃料釋放的熱量完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

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