Loading [MathJax]/jax/output/CommonHTML/jax.js
13.如圖所示,C是放在光滑的水平面上的一塊木板,木板的質(zhì)量為3m,在木板C的最左端有兩塊緊挨著的、質(zhì)量均為m的小木塊A和B(A、B均可視為質(zhì)點).它們與木板間的動摩擦因數(shù)均為μ.最初木板靜止A、B兩木塊同時以方向水平向右的初速度v0和2v0在木板上滑動,木板足夠長A、B始終未滑離木板.求:
(1)整個過程中木塊A的最小速度;
(2)木塊B從剛開始運動到木板A速度最小的過程中,木塊B所發(fā)生的位移;
(3)請在同一坐標系中畫出A、B、C的速度-時間圖象.(僅按照圖象給分,要求標注必要的數(shù)據(jù)坐標)

分析 (1)A、B兩木塊同時水平向右滑動后,木塊A先做勻減速直線運動,當木塊A與木板C的速度相等后,A、C相對靜止一起在C摩擦力的作用下做勻加速直線運動;木塊B一直做勻減速直線運動,直到三個物體速度相同.所以當木塊A與木板C的速度相等時,木塊A的速度最小,根據(jù)牛頓第二定律分別研究A、C,求出加速度,根據(jù)速度公式,由速度相等條件求出時間,再求解木塊A在整個過程中的最小速度;
(2)對B,由牛頓第二定律和運動學公式結(jié)合求解發(fā)生的位移;
(3)根據(jù)三個物體組成的系統(tǒng)動量守恒求出最終共同的速度.根據(jù)三個物體的運動情況,畫出速度-時間圖象.

解答 解:(1)設木塊A在整個過程中的最小速度為v′,所用時間為t,由牛頓第二定律得:
對木塊A:a1=μmgm=μg
對木板C:a3=2μmg3m=23μg
當木塊A與木板C的速度相等時,木塊A的速度最小,則有
    v0-a1t=23a3t
代入得    v0-μgt=23μgt,
解得 t=3v05μg
木塊A在整個過程中的最小速度為:v′=v0-a1t=0.4v0
(2)由牛頓第二定律得:
對木塊B:a2=μmgm=μg
則木塊B從剛開始運動到木板A速度最小的過程中,木塊B所發(fā)生的位移 x=2v0t-12a2t2=51v2050μg
(3)木塊A先做勻減速直線運動,后做勻加速直線運動;木塊B一直做勻減速直線運動;木板C做兩段加速度不同的勻加速直線運動,直到A、B、C三者的速度相等為止,設為v1.對A、B、C三者組成的系統(tǒng),由動量守恒定律得:
    mv0+2mv0=(m+m+3m)v1
解得:v1=0.6v0
A、C共速到三個物體共速的時間設為t′.根據(jù)動量定理得:μmgt′=(m+3m)(v1-v′).
解得 t′=4v05μg
畫出A、B、C的速度-時間圖象如圖所示.
答:
(1)整個過程中木塊A的最小速度是0.4v0
(2)木塊B從剛開始運動到木板A速度最小的過程中,木塊B所發(fā)生的位移是51v2050μg;
(3)在同一坐標系中畫出A、B、C的速度-時間圖象如圖所示.

點評 本題木塊在木板上滑動類型,分析物體的運動過程是解題基礎,其次要把握物理過程的物理規(guī)律,常常根據(jù)動量守恒定律、牛頓第二定律和運動學公式結(jié)合處理.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

3.如圖所示,線圈abcd自由下落進入勻強磁場中,當只有dc邊進入磁場時,線圈中感應電流的方向是adcba;當整個線圈進入磁場中時,線圈中無感應電流(選填“有”或“無”); 當dc邊出磁場時,線圈中感應電流的方向是abcda.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.帶電粒子垂直勻強磁場方向運動時,會受到洛倫茲力的作用.下列表述正確的是( �。�
A.洛倫茲力的大小與速度無關(guān)B.洛倫茲力不改變帶電粒子的速度
C.洛倫茲力對帶電粒子做功D.洛倫茲力不改變帶電粒子的動能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

1.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fm.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,則輕繩的拉力可能為( �。�
A.35fmB.34fmC.fmD.32fm

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.如圖所示,矩形線圈面積為S,匝數(shù)為N,線圈總電阻為r,在磁感應強度為B的勻強磁場中繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,外電路電阻為R,當線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過60°的過程中,下列判斷不正確的是(  )
A.電壓表的讀數(shù)為NBSω2R+r
B.通過電阻R的電荷量為q=NBS2R+r
C.電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱為Q=N2B2S2ωRπ4R+r2
D.當線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過60°時的電流為NBSω2R+r

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.下列說法正確的是( �。�
A.對于單縫衍射,波長一定時,縫越窄,中央明紋越窄,且亮度越暗
B.光的偏振現(xiàn)象說明光是一種縱波
C.泊松亮斑是光通過圓孔發(fā)生衍射時形成的
D.拍攝玻璃櫥窗內(nèi)的物品時,往往在鏡頭前加裝一個偏振片以減弱玻璃的反射光

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.關(guān)于平拋物體的運動,以下說法不正確的有( �。�
A.任意兩段時間內(nèi)速度變化的方向相同
B.任意兩段時間內(nèi)速度變化的大小相等
C.當豎直位移等于水平位移時,豎直方向的平均速度與水平方向的平均速度也相等
D.速度與水平方向夾角的正切值總等于位移與水平方向夾角的正切值的兩倍

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

4.如圖所示電路,電源電動勢E=4.8V,內(nèi)阻r=0.4Ω,電阻R1=R2=R3=4Ω,R4=2Ω,R1兩端連接一對豎直放置的平行金屬板M、N,板間電場視為勻強電場.板間固定一根與板面垂直,長度與板間距相等的光滑絕緣細桿AB,AB上套一個質(zhì)量m=2.6×10-4kg的帶電環(huán)P,P的電荷量為q=+2×10-4C(視為點電荷,不影響電場分布),電鍵S斷開時,將帶電環(huán)P從桿的左端A處由靜止釋放,P運動到桿的中點O時,開關(guān)S閉合,求:
(1)開關(guān)S斷開時,R1兩端的電壓U;
(2)開關(guān)S閉合時,R1兩端的電壓U′;
(3)帶電環(huán)P運動到B處的速度大小v.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.北京時間2016年10月19日凌晨3點,神舟十一號飛船與天宮二號空間實驗室成功實現(xiàn)自動交會對接,如圖所示,已知神舟十一號飛船從捕獲天宮二號實現(xiàn)對接用時t,這段時間內(nèi)組合體繞地球轉(zhuǎn)過的角度為θ(此過程軌道高度不變,速度大小不變),地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,引力常量為G,忽略地球自轉(zhuǎn),則( �。�
A.組合體運動的周期T=2πtθ
B.組合體運動的速度大小v=\root{3}{g{R}^{2}}
C.組合體的向心加速度a=\root{3}{\frac{g{R}^{2}{θ}^{4}}{{t}^{4}}}
D.組合體所在圓軌道的半徑r=\root{3}{\frac{g{R}^{2}{t}^{2}}{{θ}^{2}}}

查看答案和解析>>

同步練習冊答案