如圖所示,帶有擋板的長木板放置在光滑的水平面上,輕彈簧放置在木板上,右端與擋板相連,左端位于木板上的B點(diǎn)。開始時木板靜止,小鐵塊從木板上的A點(diǎn)以速度v0=4.0m/s正對著彈簧運(yùn)動,壓縮彈簧,彈簧的最大形變量xm=0.10m;之后小鐵塊被彈回,彈簧恢復(fù)原長;最終小鐵塊與木板以共同速度運(yùn)動。已知當(dāng)彈簧的形變量為x時,彈簧的彈性勢能,式中k為彈簧的勁度系數(shù);長木板質(zhì)量M=3.0kg,小鐵塊質(zhì)量m=1.0kg,k=600N/m,A、B兩點(diǎn)間的距離d=0.50m。取重力加速度g=10m/s2,不計空氣阻力。
(1)求當(dāng)彈簧被壓縮最短時小鐵塊速度的大小v;
(2)求小鐵塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ;
(3)試通過計算說明最終小鐵塊停在木板上的位置。
解:
(1)當(dāng)彈簧被壓縮最短時,小鐵塊與木板達(dá)到共同速度v,根據(jù)動量守恒定律
【2分】
代入數(shù)據(jù),解得: 【1分】
(2)由功能關(guān)系,摩擦產(chǎn)生的熱量等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能
【3分】
代入數(shù)據(jù),解得: 【1分】
(3)小鐵塊停止滑動時,與木板有共同速度,由動量守恒定律判定,
其共同速度仍為 【1分】
設(shè)小鐵塊在木板上向左滑行的距離為,由功能關(guān)系
【1分】
代入數(shù)據(jù),解得: 【1分】
而,所以,最終小鐵塊停在木板上A點(diǎn)。 【1分】
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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解
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科目:高中物理 來源:2011-2012學(xué)年北京市西城區(qū)高三(上)期末物理試卷(解析版) 題型:解答題
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