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16.如圖所示,在水平面上有質(zhì)量皆為m的五個(gè)物塊并排靠在一起,每個(gè)物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,相鄰兩物塊之間均用長(zhǎng)為s的柔軟輕繩相連接(圖中未畫出),現(xiàn)用大小為F=3μmg水平恒定拉力從靜止開始拉動(dòng)物塊1.相鄰兩物塊之間的繩子繃緊時(shí),繩子不會(huì)斷裂也不會(huì)伸長(zhǎng),且繃緊時(shí)間極短.試求:
(1)物塊1和物塊2之間的繩子繃緊前瞬間,物塊l的速度大�。�
(2)連接 2、3的繩子繃緊后瞬間,物塊3的速度.
(3)物塊5能否發(fā)生運(yùn)動(dòng)?如果能,求出物塊5開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度;如果不能,試求若要物塊5發(fā)生運(yùn)動(dòng),拉力F應(yīng)滿足的條件.

分析 (1)由動(dòng)能定理求得物塊1的速度大�。�
(2)物塊1和2由動(dòng)量守恒求得共同速度,根據(jù)動(dòng)能定理求解物塊3剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度.
(3)物塊3開始運(yùn)動(dòng)后,由于拉力等于摩擦力,所以作勻速運(yùn)動(dòng),根據(jù)動(dòng)量守恒和動(dòng)能定理求解.

解答 解:(1)設(shè)物塊1和2間的繩子繃緊前瞬間,物塊1的速度為v0,由動(dòng)能定理得:
(3μmg-μmg)s=12mv02 …①
解得:v0=2\sqrt{μgs}…②
(2)物塊1和2之間繩子繃緊后,共同速度為v1,1、2系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:
mv0=2mv1…③
設(shè)物塊2和3間繩子繃緊前2的速度為v2,繃緊后共同速度為v3,有:
(3μmg-2μmg)s=\frac{1}{2}•2mv22-\frac{1}{2}•2mv12 …④
以向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:2mv2=3mv3…⑤
由以上式得:v3=\frac{2}{3}\sqrt{2μgs};
(3)物塊3開始運(yùn)動(dòng)后,由于拉力等于摩擦力,所以作勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)物塊3和4之間繩子繃緊后共同速度為V4,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,以向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:
3mv3=4mv4…⑥
設(shè)前4個(gè)物塊作勻減速運(yùn)動(dòng)的最大位移為S′,則:
(3μmg-4μmg)s′=0-\frac{1}{2}•4mv42…⑦
解得:s′=s,
表明物塊4和5之間的繩子拉直時(shí),前4個(gè)物塊速度恰好減為零,
即物塊5不會(huì)發(fā)生滑動(dòng),要使物塊5發(fā)生運(yùn)動(dòng),必須v5>0,即F>3μmg;
答:(1)物塊1和物塊2之間的繩子繃緊前瞬間,物塊1的速度大小是2\sqrt{μgs}
(2)物塊3剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度是\frac{2}{3}\sqrt{2μgs}
(3)物塊5不會(huì)發(fā)生滑動(dòng),要使物塊5發(fā)生運(yùn)動(dòng),必須V5>0,即F>3μmg.

點(diǎn)評(píng) 本題難度較大,分析清楚物體運(yùn)動(dòng)過程是正確解題的前提與關(guān)鍵,分析清楚物體運(yùn)動(dòng)過程后,應(yīng)用動(dòng)能定理、動(dòng)量守恒定律可以解題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.如圖是一娛樂場(chǎng)的噴水滑梯.此滑梯主要由兩條斜槽組成,中間和末端用很短的水平槽連接,如圖所示.若忽略摩擦力,人從滑梯頂端滑下直到入水前,速度大小隨時(shí)間變化的關(guān)系最接近圖中的哪一個(gè)?(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.現(xiàn)要測(cè)量一電動(dòng)勢(shì)約為4.5V,內(nèi)阻約為5Ω的電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻,有下列器材可供選用:電壓表(0-6V)、電流表(0-200mA、內(nèi)阻rA=5Ω)、滑動(dòng)變阻器R(最大阻值約10Ω)、定值電阻(R0=2Ω)一個(gè),導(dǎo)線若干.

(1)把題中所給的實(shí)驗(yàn)器材:電源、開關(guān)、電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器組成一個(gè)電路,如圖甲所示,按照這樣的電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),能夠完成測(cè)量任務(wù)嗎?若能,請(qǐng)說明理由;若不能,請(qǐng)將給定的電阻R0利用起來,在空白處畫出改進(jìn)后的電路圖,并說明你這樣做的道理:
(2)根據(jù)所給實(shí)物在圖乙上連線.
(3)利用測(cè)量量表示電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻E=\frac{{U}_{2}{I}_{1}-{U}_{1}{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}},r=\frac{2({U}_{2}-{U}_{1})}{7({I}_{1}-{I}_{2})}

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4.下列說法中正確的是( �。�
A.X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出的
B.一群處于n=3能級(jí)激發(fā)態(tài)的氫原子,自發(fā)躍遷時(shí)能發(fā)出3種不同頻率的光
C.放射性元素發(fā)生一次β衰變,原子序數(shù)增加1
D.235U的半衰期約為7億年,隨地球環(huán)境的變化,半衰期可能變短

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

11.地球表面的重力加速度為g,地球的半徑為R,萬有引力恒量為G,用g、R、G來估算地球的平均密度,可以用的式子是( �。�
A.\frac{3g}{4πRG}B.\frac{3g}{{4π{R^2}G}}C.\frac{g}{RG}D.\frac{g}{{{R^2}G}}

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1.如圖所示,置于水平地面上的直立氣缸內(nèi)有被活塞隔開的A、B 兩部分氣體.已知?dú)飧妆诙际墙^熱的,兩個(gè)活塞都能在氣缸內(nèi)無摩擦地上下滑動(dòng),其中活塞a 是絕熱的,活塞b 能導(dǎo)熱.通過活塞b 對(duì)氣體B 慢慢加熱,使活塞b 移到氣缸內(nèi)的某一個(gè)位置.則下列判斷正確的是( �。�
A.氣體A 中分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能增大
B.氣體A 中分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能不變
C.氣體B 增加的內(nèi)能等于它吸收的熱量
D.氣體B 增加的內(nèi)能小于它吸收的熱量

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.在“把電流表改裝為電壓表”的實(shí)驗(yàn)中,提供了以下實(shí)驗(yàn)器材:
電源E:電動(dòng)勢(shì)約為3V
待改裝電流表A1:量程30mA,內(nèi)阻約為200Ω
電流表A2:量程300μA,內(nèi)阻約為100Ω
兩個(gè)電阻箱R:0-999.9Ω和R′:0-99999Ω,
額定電流都為0.1A
單刀單擲開關(guān)S一個(gè)
單刀雙擲開關(guān)K一個(gè)
導(dǎo)線若干
①為了較準(zhǔn)確地測(cè)量待改裝電流表A1的內(nèi)阻,試用所給儀器設(shè)計(jì)測(cè)量電路(畫在虛線框內(nèi)),并在圖上標(biāo)明各元件的符號(hào).
②如果通過以上方法測(cè)得的電流表A1內(nèi)阻為210Ω,現(xiàn)欲把它改裝成量程為15V的電壓表,則需要串聯(lián)一個(gè)阻值為290Ω的電阻.
③將需要的阻值在電阻箱上調(diào)節(jié)好,和電流表連接后與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行核對(duì),發(fā)現(xiàn)讀數(shù)總比標(biāo)準(zhǔn)電壓表略大,說明測(cè)量的電流表內(nèi)阻比真實(shí)情況偏大(填“偏大”或“偏小”)

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.在《用單擺測(cè)重力加速度》的實(shí)驗(yàn)中,先用刻度尺測(cè)出懸點(diǎn)到小球底端的長(zhǎng)度如圖甲所示,然后用游標(biāo)卡尺測(cè)出小球的直徑如圖乙所示,再用停表測(cè)出單擺完成40次全振動(dòng)所用的時(shí)間如圖丙所示.則測(cè)出的小球直徑為1.94cm,單擺的周期為1.87s,單擺的擺長(zhǎng)為87.45cm.

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6.如圖所示,物體在斜向上的恒力F作用下從靜止起沿光滑水平面運(yùn)動(dòng),然后在傾角為30°的光滑斜面上運(yùn)動(dòng)一段距離后速度變?yōu)轭~零.當(dāng)物體在水平面和斜面上速度大小均為v時(shí),機(jī)械能隨時(shí)間的瞬時(shí)變化率分別為P1、P2,若物體在水平面和斜面上的加速度大小均為3m/s2,則(  )
A.P2>0,且P1>P2B.P2>0,且P1=P2C.P2<0,且 P1>|P2|D.P2<0,且P1=|P2|

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