(20分)
如圖1所示,木板A靜止在光滑水平面上,一小滑塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一水平初速度從木板的左端沖上木板。

(1)若木板A的質(zhì)量為M,滑塊B的質(zhì)量為m,初速度為v0,且滑塊B沒(méi)有從木板A的右端滑出,求木板A最終的速度v。
(2)若滑塊B以v1=3.0m/s的初速度沖上木板A,木板A最終速度的大小為v=1.5m/s;若滑塊B以初速度v2=7.5m/s沖上木板A,木板A最終速度的大小也為v=1.5m/s。已知滑塊B與木板A間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,g取10m/s2。求木板A的長(zhǎng)度L。
(3)若改變滑塊B沖上木板A的初速度v0,木板A最終速度v的大小將隨之變化。請(qǐng)你在圖2中定性畫(huà)出v-v0圖線。
(1);(2)3m;(3)圖像如下圖所示。

試題分析:(1)由題意可知,木板A和滑塊B的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,則有:
所以   ………4分
(2)由題意可知:當(dāng)滑塊B以速度v1沖上木板,最終滑塊與木板有共同速度v;當(dāng)滑塊B以速度v2沖上木板,滑塊將沖出木板,設(shè)滑塊B的速度為v3,在此過(guò)程中木板的位移為x。根據(jù)動(dòng)量守恒定律和動(dòng)能定理有
mv1=(M+m)v;
mv2=Mv+mv3;
-μmg(x+L)=mv32mv22;
-μmgx=Mv2-0
代入數(shù)據(jù)可求得:L=3m………10分
(3)當(dāng)v0=0時(shí),木板的速度也為0;
當(dāng)v0較小時(shí),只要滑塊滑不出木板,則v與v0就成正比;
當(dāng)v0較大時(shí),滑塊會(huì)滑出木板,滑塊滑出木板時(shí),滑塊對(duì)木板的作用力是摩擦力,而滑動(dòng)摩擦力是不變的,當(dāng)v0越大時(shí),滑塊在木板上的時(shí)間就越小,則滑塊對(duì)木板的沖量就越小,木板獲得的動(dòng)量也就越小,木板的速度就越小,故圖像是如下圖的樣子。
答案見(jiàn)下圖……………6分
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

在物理學(xué)上,常利用測(cè)定帶電粒子的受力情況來(lái)確定復(fù)合場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向。如圖所示,在立方體區(qū)域內(nèi)存在待測(cè)定的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),在其左側(cè)分別是加速電場(chǎng)和速度選擇器,用于獲取特定速度的帶電粒子。裝置中,燈絲A接入電源后發(fā)出電子,P為中央帶小圓孔的豎直金屬板,在燈絲A和金屬板P之間接入電源甲,使電子加速;在間距為d的水平正對(duì)金屬板C、D間接入電源乙,在板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)。C、D間同時(shí)存在垂直紙面向外、大小為 B0的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(左右寬度與兩板相同),F(xiàn)將電源甲、乙的輸出電壓分別調(diào)到U1、U2,使電子沿直線運(yùn)動(dòng)進(jìn)入待測(cè)區(qū)域,如圖中虛線所示。電子質(zhì)量為m、電量為e,重力不計(jì),從燈絲出來(lái)的電子初速不計(jì),整個(gè)裝置置于真空室內(nèi)。

(1)用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電源甲、乙接人裝置,以滿足題中要求;
(2)求電子從P板出來(lái)的速度v0及U1、U2。滿足的關(guān)系式;
(3)調(diào)節(jié)U1、U2使電子以不同的速度大小沿+X軸進(jìn)入待測(cè)區(qū)域,測(cè)得電子剛連入時(shí)受力大小均為F,由此,你能推測(cè)出待測(cè)區(qū)域中電場(chǎng)或磁場(chǎng)的什么信息?
(4)保持電子進(jìn)入待測(cè)區(qū)域的速度大小仍為V0,轉(zhuǎn)動(dòng)待測(cè)區(qū)域(轉(zhuǎn)動(dòng)中電場(chǎng)、磁場(chǎng)相對(duì)坐標(biāo)軸的方向不變),使電子沿Y軸或Z軸方向射入。測(cè)得電子剛射入時(shí)受力大小如下表所示,根據(jù)表中信息又能推測(cè)出待測(cè)區(qū)域中電場(chǎng)或磁場(chǎng)的什么信息?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(20分)如圖所示,兩根足夠長(zhǎng)且平行的光滑金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面成α=53°角,導(dǎo)軌間接一阻值為3Ω的電阻R,導(dǎo)軌電阻忽略不計(jì)。在兩平行虛線間有一與導(dǎo)軌所在平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為d="0." 5m。導(dǎo)體棒a的質(zhì)量為m1=0.1kg、電阻為R1=6Ω;導(dǎo)體棒b的質(zhì)量為m2=0.2kg、電阻為R2=3Ω,它們分別垂直導(dǎo)軌放置并始終與導(dǎo)軌接觸良好,F(xiàn)從圖中的M、N處同時(shí)將a、b由靜止釋放,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中它們都能勻速穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,且當(dāng)a剛出磁場(chǎng)時(shí)b正好進(jìn)入磁場(chǎng)。(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g取10m/s2,a、b電流間的相互作用不計(jì)),求:

(1)在b穿越磁場(chǎng)的過(guò)程中a、b兩導(dǎo)體棒上產(chǎn)生的熱量之比;
(2)在a、b兩導(dǎo)體棒穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域的整個(gè)過(guò)程中,裝置上產(chǎn)生的熱量;
(3)M、N兩點(diǎn)之間的距離。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(15分)一長(zhǎng)=0.80m的輕繩一端固定在點(diǎn),另一端連接一質(zhì)量=0.10kg的小球,懸點(diǎn)距離水平地面的高度H = 1.00m。開(kāi)始時(shí)小球處于點(diǎn),此時(shí)輕繩拉直處于水平方向上,如圖所示。讓小球從靜止釋放,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí),輕繩碰到懸點(diǎn)正下方一個(gè)固定的釘子P時(shí)立刻斷裂。不計(jì)輕繩斷裂的能量損失,取重力加速度g=10m/s2。求:

(1)當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)繩斷裂后球從點(diǎn)拋出并落在水平地面的C點(diǎn),求C點(diǎn)與點(diǎn)之間的水平距離;
(3)若OP=0.6m,輕繩碰到釘子P時(shí)繩中拉力達(dá)到所能承受的最大拉力斷裂,求輕繩能承受的最大拉力。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,兩個(gè)質(zhì)量相等的小球從同一高度沿傾角不同的兩個(gè)光滑斜面由靜止自由滑下,下滑到達(dá)斜面底端的過(guò)程中
A.兩物體所受重力做功相同
B.兩物體所受合外力沖量相同
C.兩物體到達(dá)斜面底端時(shí)時(shí)間相同
D.兩物體到達(dá)斜面底端時(shí)動(dòng)能不同

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,平行金屬板長(zhǎng)為L(zhǎng),一個(gè)帶電為+q質(zhì)量為m的粒子以初速度v0緊貼上板垂直射入電場(chǎng),剛好從下板邊緣射出,末速度恰與下板成60°角,粒子重力不計(jì),求:

(1)粒子末速度大小 (2)電場(chǎng)強(qiáng)度 (3)兩極板間距離  

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(14分)如圖所示,長(zhǎng)為l、內(nèi)壁光滑的直管與水平地面成30°角固定放置,上端管口水平,且水平部分管口長(zhǎng)度忽略不計(jì),質(zhì)量為m的小球可在直管內(nèi)自由滑動(dòng),用一根輕質(zhì)光滑細(xì)線將小球與另一質(zhì)量為M的物塊相連,M=3m。開(kāi)始時(shí)小球固定于管底,物塊懸掛于管口,小球、物塊均可視為質(zhì)點(diǎn)。將小球釋放,小球在管口的轉(zhuǎn)向過(guò)程中速率不變。試求:

(1)物塊落地前瞬間的速度大;
(2)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移;(M落地后繩子一直松弛)
(3)有同學(xué)認(rèn)為,若取M=km,則k足夠大時(shí),能使小球平拋運(yùn)動(dòng)水平位移的大小最大達(dá)到繩長(zhǎng)l,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算判斷這種說(shuō)法是否正確。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

一只下落的蘋(píng)果質(zhì)量為m,當(dāng)速度為v時(shí),它的動(dòng)能是(   )
A.0.5 mv B.0.5 mv2C.mvD.mv2

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)如圖足夠長(zhǎng)的光滑斜面與水平面的夾角為=30o,空間中自上而下依次分布著垂直斜面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域I、Ⅱ、Ⅲ,相鄰兩個(gè)磁場(chǎng)的間距均為d=0.5m。一邊長(zhǎng)L=0.1m、質(zhì)量m=0.5kg、電阻R=0.3的正方形導(dǎo)線框放在斜面的頂端,導(dǎo)線框的下邊距離磁場(chǎng)I的上邊界為do=0.9m。將導(dǎo)線框由靜止釋放,導(dǎo)線框勻速穿過(guò)每個(gè)磁場(chǎng)區(qū)域。已知重力加速度g=10m/s2,求:

(1)導(dǎo)線框進(jìn)入磁場(chǎng)I時(shí)的速度;
(2)磁場(chǎng)I的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bt;
(3)導(dǎo)線框穿過(guò)全部磁場(chǎng)區(qū)域過(guò)程中產(chǎn)生的總焦耳熱。

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