【題目】如圖所示，一質(zhì)量m＝0．2kg的足夠長平板小車靜置在光滑水平地面上，質(zhì)量m2＝0．1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）置于小車上A點(diǎn)，其與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝0．40，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。現(xiàn)給小物塊一個(gè)方向水平向右、大小為v0＝6m／s的初速度，同時(shí)對小物塊施加一個(gè)方向水平向左、大小為F＝0．6N的恒力。取g＝10m／s2，求：

（1）初始時(shí)刻，小車和小物塊的加速度大小

（2）經(jīng)過多長時(shí)間小物塊與小車速度相同？此時(shí)速度為多大？

（3）小物塊向右運(yùn)動(dòng)到最大位移的過程中，恒力F做的功和系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能?

【答案】（1）， （2），（3） ,

【解析】

（1）小物塊受到向左的恒力和滑動(dòng)摩擦力做勻減速運(yùn)動(dòng)，小車受摩擦力向右做勻加速運(yùn)動(dòng)．設(shè)小車和小物塊的加速度大小分別為a1、a2，由牛頓第二定律得：

對小車：

解得：

對小物塊：

解得：

（2）設(shè)經(jīng)過時(shí)間t小車與小物塊速度相同，設(shè)速度為v1，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得

對小車：

對小物塊：

解得：t= 0.5 s；

（3）假設(shè)當(dāng)兩者達(dá)到共同速度后相對靜止，系統(tǒng)只受恒力F作用，設(shè)系統(tǒng)的加速度為a3，則由牛頓第二定律得

解得：

此時(shí)小車所需要的靜摩擦力為 ，此時(shí)需要的摩擦力不大于最大靜摩擦了，所以兩者將一起向右做勻減速運(yùn)動(dòng)

小物塊第一段的位移：

小物塊第二段的位移：

所以，小物塊向右運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)位移為：

則恒力F做的功為

由功能關(guān)系知：

綜上所述本題答案是：（1）， （2），（3） ,

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】利用圖2裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。

（1）為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的_____。

A．動(dòng)能變化量與勢能變化量 B．速度變化量和勢能變化量 C．速度變化量和高度變化量

（2）除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)（含鐵夾）、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是______。

A．交流電源 B．刻度尺 C．天平（含砝碼）

（3）實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖3所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打Ｏ點(diǎn)到打Ｂ點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量＝_____，動(dòng)能變化量＝_____。

（4）大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是______。

A．利用公式計(jì)算重物速度

B．利用公式計(jì)算重物速度

C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響

D．沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法

（5）某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2-h圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒。請你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，底板光滑的平板小車上用兩個(gè)量程足夠大、完全相同的彈簧秤甲和乙系住一個(gè)質(zhì)量為0．5kg的物塊，在水平地面上，當(dāng)小車做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩彈簧秤的示數(shù)均為10N，此時(shí)彈簧秤中的彈簧均伸長5cm。當(dāng)彈簧秤甲的示數(shù)穩(wěn)定為8N時(shí)，下列說法正確的是

A. 彈簧的勁度系數(shù)為400N／m

B. 小車一定是向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

C. 小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小是4m／s2

D. 與小車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)相比，物塊相對于小車向左移動(dòng)了1cm

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在方向水平向右，大小E=1×104N/C的勻強(qiáng)電場中，用細(xì)線將質(zhì)量m=4×10-3kg的帶電小球P懸掛在O點(diǎn)，小球靜止時(shí)細(xì)線與豎直方向夾角θ=37°（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：

（1）小球的帶電性質(zhì)；

（2）小球的帶電量；

（3）細(xì)線對小球的拉力大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】卡文迪許利用如圖所示的扭稱實(shí)驗(yàn)裝置測量了引力常量：

（1）橫梁一端固定有一質(zhì)量為m半徑為r的均勻鉛球A，旁邊有一質(zhì)量為m，半徑為r的相同鉛球B，A、B兩球表面的最近距離L，已知引力常量為G，則A、B兩球間的萬有引力大小為F=_________．

（2）為了測量石英絲極微的扭轉(zhuǎn)角，該實(shí)驗(yàn)裝置中采取使“微小量放大”的措施是_．

A.增大石英絲的直徑 B.減小T型架橫梁的長度

C.利用平面鏡對光線的反射 D.增大刻度尺與平面鏡的距離

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)木箱原來靜止在光滑水平面上，木箱內(nèi)粗糙的底板上放著一個(gè)小木塊。木箱和小木塊都具有一定的質(zhì)量�，F(xiàn)使木箱獲得一個(gè)向右的初速度v0，則(　　)

A. 小木塊和木箱最終都將靜止

B. 小木塊最終將相對木箱靜止，二者一起向右運(yùn)動(dòng)

C. 小木塊在木箱內(nèi)壁將始終來回往復(fù)碰撞，而木箱一直向右運(yùn)動(dòng)

D. 如果小木塊與木箱的左壁碰撞后相對木箱靜止，則二者將一起向左運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（6分）某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗制玩具小車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R=0.20m）。

完成下列填空：

（1）將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖（a）所示，托盤秤的示數(shù)為1.00kg；

（2）將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí)，托盤秤的示數(shù)如圖（b）所示，該示數(shù)為_____kg;

（3）將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：

序號

1

2

3

4

5

m（kg）

1.80

1.75

1.85

1.75

1.90

（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對橋的壓力為_____N；小車通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為_______m/s。（重力加速度大小取9.80m/s2 ，計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，飛飛同學(xué)用同一光電管在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線（甲光、乙光、丙光），如圖所示。則可判斷出

A. 甲光的頻率大于乙光的頻率

B. 乙光的波長大于丙光的波長

C. 乙光對應(yīng)的截止頻率大于丙光的截止頻率

D. 甲光對應(yīng)的光電子最大初動(dòng)能大于丙光的光電子最大初動(dòng)能

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一細(xì)束白光通過三棱鏡折射后分為各種單色光，取其中的a、b、c三種色光，并分別讓這三種色光通過同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置在光屏上產(chǎn)生干涉條紋，比較這三種色光的光子能量以及產(chǎn)生的干涉條紋間距大小，下面說法正確的是

A. a的光子能量最大

B. a的光子能量最小

C. a形成的干涉條紋間距最大

D. a形成的干涉條紋間距最小

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