如圖15所示,質(zhì)量M=8.0kg的小車放在光滑的水平面上,給小車施加一水平向右的恒力F=8.0N。當向右運動的速度達到V0=1.5m/s時,有一物塊以水平向左的初速度v0=1.0m/s滑上小車的右端。小物塊的質(zhì)量m=2.0kg,物塊與小車表面的動摩擦因數(shù)μ=0.20。設(shè)小車足夠長,重力加速度g取10m/s2

(1)物塊從滑上小車開始,經(jīng)過多長的時間速度減小為零?

(2)求物塊在小車上相對小車滑動的過程中,物塊相對地面的位移。

(3)物塊在小車上相對小車滑動的過程中,小車和物塊組成的系統(tǒng)機械能變化了多少?

 

(1)0.5s        (2)1.11m,方向向右 (3)17.2J

            


解析:

(1)設(shè)物塊滑上小車后經(jīng)過時間t1速度減為零,根據(jù)動量定理

μmgt1=mv,

         解得:                                                             t1==0.5s !1分

    (2)物塊滑上小車后,做加速度為am的勻變速運動,根牛頓第二定律

μmg=mam,

解得:                                                             am=μg=2.0m/s2。

小車做加速度為aM的勻加速運動,根據(jù)牛頓第二定律

F-μmg=MaM

解得:                                                   aM==0.5m/s2。…………1分

設(shè)物塊向左滑動的位移為s1,根據(jù)運動學公式

s1=v0t1-amt=0.25m,

當滑塊的速度為零時,小車的速度V1

V1=V0+amt1=1.75m/s。

設(shè)物塊向右滑動經(jīng)過時間t2相對小車靜止,此后物塊與小車有共同速度V,根據(jù)運動學公式,有                            V=V1+aMt2=amt2,

解得:                                                   t2=s。  …………1分

滑塊在時間t2內(nèi)的位移為s2=ams=m≈1.36m。(方向向右) …………1分

因此,滑塊在小車上滑動的過程中相對地面的位移為

  s=s2-s1=m≈1.11m,方向向右!1分

(3)由(2)的結(jié)果,物塊與小車的共同速度

V=m/s,

因此,物塊在小車上相對小車滑動的過程中,系統(tǒng)的機械能增加量ΔE

 ΔE=(m+M)V2-mv-MV≈17.2J。…………2分

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(08年茂名市二模)(16分)如圖15所示,質(zhì)量為 m、電量為+q的帶電小球固定于一不可伸長的絕緣細線一端,繩的另一端固定于O點,繩長為,O點有一電荷量為+Q(Q>>q)的點電荷P,現(xiàn)加一個水平向右的勻強電場,小球靜止于與豎直方向成θ=300角的A點。求:

(1)小球靜止在A點處繩子受到的拉力;

(2)外加電場大小;

(3)將小球拉起至與O點等高的B點后無初速釋放,則小球經(jīng)過最低點C時,繩受到的拉力。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖15所示,質(zhì)量為 m、電量為+q的帶電小球固定于一不可伸長的絕緣細線一端,繩的另一端固定于O點,繩長為,O點有一電荷量為+Q(Q>>q)的點電荷P,現(xiàn)加一個水平和右的勻強電場,小球靜止于與豎直方向成 θ=300角的A點。求:

(1)小球靜止在A點處繩子受到的拉力;

(2) 外加電場大;

(3)將小球拉起至與O點等高的B點后無初速釋放,則小球經(jīng)過最低點C時,繩受到的拉力

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖15所示,質(zhì)量為 m、電量為+q的帶電小球固定于一不可伸長的絕緣細線一端,繩的另一端固定于O點,繩長為,O點有一電荷量為+Q(Q>>q)的點電荷P,現(xiàn)加一個水平向右的勻強電場,小球靜止于與豎直方向成 θ=300角的A點。求:

 (1)小球靜止在A點處繩子受到的拉力和外加電場大。

(2)將小球拉起至與O點等高的B點后無初速釋放,則小球經(jīng)過最低點C時,繩受到的拉力。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖15所示,質(zhì)量為m的物體被勁度系數(shù)為k2的彈簧2懸掛在天花板上,下面還拴著勁度系數(shù)為k1的輕彈簧1,托住下彈簧的端點A用力向上壓,當彈簧2的彈力大小為時,彈簧1的下端點A上移的高度是多少?

                                                                                            

查看答案和解析>>

同步練習冊答案