分析 (1)由動(dòng)量守恒定律列出等式,由能量守恒求解速度;
(2)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解相對(duì)位移,則可由功的計(jì)算求出因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能;
(3)力F取6N,當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到車左端后,為使滑塊恰不從右端滑出,相對(duì)車先做勻加速運(yùn)動(dòng),
再做勻減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)車右端時(shí),與車達(dá)共同速度.根據(jù)根據(jù)牛頓第二定律和幾何關(guān)系求解.
解答 解:(1)由動(dòng)量守恒定律得:
Mv0=(M+m)v
解得v=$\frac{{Mv}_{0}}{m+M}$=$\frac{3×4}{1+3}$=3m/s;
(2)根據(jù)牛頓第二定律,滑塊相對(duì)車滑動(dòng)時(shí)的加速度a=μg
滑塊相對(duì)車滑動(dòng)的時(shí)間 t=$\frac{{v}_{0}}{a}$
滑塊相對(duì)車滑動(dòng)的距離△x=v0t-$\frac{{v}_{0}t}{2}$=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2μg}$
滑塊與車因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能 Q=μmg△x=$\frac{1}{2}$mv02=$\frac{1}{2}×1×16$=8J
(3)F取6N;設(shè)恒力F取最小值為F1,滑塊加速度為a1,此時(shí)滑塊恰好到達(dá)車的左端,則
滑塊運(yùn)動(dòng)到車左端的時(shí)間 t1=$\frac{{v}_{0}}{{a}_{1}}$①
由幾何關(guān)系有 v0t1-$\frac{{{v}_{0}t}_{1}}{2}$=$\frac{L}{2}$②
由牛頓定律有 F1+μmg=ma1③
由①②③式代入數(shù)據(jù)解得 t1=0.5s,F(xiàn)1=6N
則恒力F大小應(yīng)該滿足條件是 F≥6N
因此F=6N小滑塊恰好不會(huì)掉下來.
當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)到車左端后,為使滑塊恰不從右端滑出,相對(duì)車先做勻加速運(yùn)動(dòng)(設(shè)運(yùn)動(dòng)加速度為a2,時(shí)間為t2),再做勻減速運(yùn)動(dòng)(設(shè)運(yùn)動(dòng)加速度大小為a3).到達(dá)車右端時(shí),與車達(dá)共同速度.則有
F1-μmg=ma2
μmg=ma3
$\frac{1}{2}$a2t22+$\frac{{a}_{2}^{2}{t}_{2}^{2}}{2{a}_{3}}$=L
代入數(shù)據(jù)解得t2=$\frac{\sqrt{3}}{3}$≈0.58s;
則力F的作用時(shí)間t應(yīng)滿足 t1≤t≤t1+t2,即0.5s≤t≤1.08s
答:(1)小滑塊相對(duì)于平板車靜止時(shí)的速度為3m/s
(2)摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為8J;
(3)力F的作用時(shí)間應(yīng)該在0.5s≤t≤1.08s.
點(diǎn)評(píng) 對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的正確判斷,物體從端不滑下的前提是車的位移-物體的位移小于車身長度的一半,物體不從右端滑出,物體在力F作用下加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)撤去F后,物體在滑動(dòng)摩擦力作用下做減速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)速度與車相同時(shí),注意車和物體的位移關(guān)系.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | A彈簧伸長量為3cm | B. | 外力F=10$\sqrt{3}$N | ||
C. | B彈簧的伸長量為4cm | D. | 突然撤去外力F瞬間,b球加速度為0 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | ${\;}_8^{15}$O在人體內(nèi)衰變方程是${\;}_8^{15}$O→${\;}_7^{15}$N+${\;}_1^0$e | |
B. | 正、負(fù)電子湮滅方程是${\;}_1^0$e+${\;}_{-1}^0$e→2γ | |
C. | 在PET中,${\;}_8^{15}$O主要用途是作為示蹤原子 | |
D. | 在PET中,${\;}_8^{15}$O主要用途是參與人體的新陳代謝 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)a時(shí),線的張力一定最小 | |
B. | 當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)b時(shí),小球的速度一定最大 | |
C. | 當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)a時(shí),小球的電勢能最小 | |
D. | 小球在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
S1/cm | S2/cm | S3/cm | S4/cm | … |
8.20 | 10.00 | 11.80 | 13.60 | … |
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