(12分)一個平板小車置于光滑水平面上,其右端恰好和一個光滑圓弧軌道AB的底端等高對接,如圖所示.已知小車質(zhì)量M=3.0 kg,長L=2.06 m,圓弧軌道半徑R=0.8 m.現(xiàn)將一質(zhì)量m=1.0 kg的小滑塊,由軌道頂端A點無初速釋放,滑塊滑到B端后沖上小車.滑塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)μ=0.3 (取g=10 m/s2),求:

(1)滑塊到達B端時,軌道對它支持力的大小
(2)小車運動1.5 s時,車右端距軌道B端的距離
(3)滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能
(1)30 N(2)1 m(3)6 J
(1)滑塊從A端下滑到B端,由動能定理得mgR=mv02-0      (2分)
在B點由牛頓第二定律得FN-mg=                                  (2分)
解得軌道對滑塊的支持力FN=3 mg=30 N                                  (1分)
(2)滑塊滑上小車后,由牛頓第二定律
對滑塊:-μmg=ma1,得a1=-3 m/s2                                     (1分)
對小車:μmg=Ma2,得a2=1 m/s2                                         (1分)
設(shè)經(jīng)時間t后兩者達到共同速度,則有v0+a1t=a2t
解得t=1 s 
由于t=1 s<1.5 s,
故1 s后小車和滑塊一起勻速運動,速度v=1 m/s                           (1分)
因此,1.5 s時小車右端距軌道B端的距離為s=a2t2+v(1.5-t)=1 m    (1分)
(3)滑塊相對小車滑動的距離為Δs=t-t=2 m               (1分)
所以產(chǎn)生的內(nèi)能Q=μmgΔs=6 J                                          (2分)
本題考查對牛頓第二定律和圓周運動的應(yīng)用,由A到B時應(yīng)用動能定理列式可求出物體在B點的速度,在B點合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律可求出此時物體受到的支持力,物體滑上小車后所受摩擦力向右,物體向左做勻減速直線運動,反之小車向左最勻加速直線運動,當(dāng)兩者達到共同速度時求出時間為1s,所以在1.5s時刻兩者以勻速運動,根據(jù)小車勻加速和勻速兩個過程求解車右端距軌道B端的距離
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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物體在合外力作用下從靜止開始做直線運動,合外力隨時間的變化圖像如圖,則0—t0、t0—2t0兩段時間合外力所做的功多少之比(   )
A.5:4B.4:5
C.4:3D.3:4

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(10分).質(zhì)量為的物體在一恒定水平外力作用下,沿水平面作直線運動,其速度與時間關(guān)系圖像如圖所示.,試求:
(1)恒力的大小;
(2)地面動摩擦因數(shù).

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量為10 kg的物體A拴在一個被水平拉伸的彈簧一端,彈簧的拉力為5 N時,物體A處于靜止?fàn)顟B(tài),若小車以1 m/s2的加速度向右運動后,則(g="10" m/s2)(    )
A.物體A相對小車仍然靜止
B.物體A受到的摩擦力減小
C.物體A受到的摩擦力大小不變
D.物體A受到的彈簧拉力增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖甲所示,在粗糙的水平面上,質(zhì)量分別為m和M(m?M=1?2)的物塊A?B用輕彈簧相連,兩物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)相同.當(dāng)用水平力F作用于B上且兩物塊共同向右加速運動時,彈簧的伸長量為x1;當(dāng)用同樣大小的力F豎直加速提升兩物塊時(如圖乙所示),彈簧的伸長量為x2,則x1?x2等于(    )
A.1?1B.1?2C.2?1D.2?3

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(5分)質(zhì)量為5kg的物體靜止置于水平地面上,現(xiàn)對物體施以水平方向的恒定拉力,將拉力撤去,物體運動的v—t圖象如圖所示,試求:(1)物體所通過的位移;(2) 物體受到的滑動摩擦力;(3)0~3s滑動摩擦力對物體所做的功;(4)水平拉力對物體所做的功;(5)拉力在1s末的功率.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為2kg的物體在光滑水平面上以5m/s的速度勻速前進,當(dāng)它受到一個水平方向的恒力作用,如果此力大小為4N,則( )
A.5s末速度的大小可能是15m/s,位移大小為50m
B.5s末速度的大小可能是5m/s
C.5s末速度的大小可能是5m/s
D.5s末的位移可能為零,也可能是

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖1所示,物塊m與車廂后壁間的動摩擦因數(shù)為μ,當(dāng)該車水平向右加速運動時,m恰好沿車廂后壁勻速下滑,則車的加速度為(  )
A.gB.μgC.D.μg

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,光滑水平面上放置質(zhì)量分別為m和2m的四個木塊,其中兩個質(zhì)量為m的木塊間用一不可伸長的輕繩相連,木塊間的最大靜摩擦力是μmg.現(xiàn)用水平拉力F拉其中一個質(zhì)量為2m的木塊,使四個木塊以同一加速度運動,則輕繩對m的最大拉力為(  )
A.B.C.D.3μmg

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