1.光滑水平面上有一質(zhì)量為M=2kg的足夠長的木板,木板上最有右端有一大小可忽略、質(zhì)量為m=3kg的物塊,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.4,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.開始時物塊和木板都靜止,距木板左端L=2.4m處有一固定在水平面上的豎直彈性擋板P.現(xiàn)對物塊施加一水平向左外力F=6N,若木板與擋板P發(fā)生撞擊時間極短,并且撞擊時無動能損失,物塊始終未能與擋板相撞,求:
(1)木板第一次撞擊擋板P時的速度v為多少?
(2)木板第二次撞擊擋板P時物塊距木板右端的距離x為多少?

分析 (1)木板受最大靜摩擦力產(chǎn)生的加速度和以整體為研究對象在拉力F作用下產(chǎn)生的加速度比較,確定木板做勻加速運(yùn)動的加速度,然后根據(jù)速度位移關(guān)系求物體到達(dá)P點(diǎn)時的速度;
(2)分析木板的受力,根據(jù)牛頓第二定律,求木板勻減速運(yùn)動的加速度,再根據(jù)速度時間關(guān)系求木板運(yùn)動的時間,再根據(jù)時間求位移.

解答 解:(1)設(shè)木板靠最大靜摩擦力或滑動摩擦力產(chǎn)生的加速度為am,則:
am=$\frac{μmg}{M}=\frac{0.4×3×10}{2}=6m/{s}^{2}$
若木板與物塊不發(fā)生相對運(yùn)動,設(shè)共同加速度為a1,則有:a1=$\frac{F}{M+m}$=$\frac{6}{2+3}$=1.2m/s2
因a1<am,所以木板與物塊靠靜摩擦力一起以加速度a1運(yùn)動
根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式有:v2=2a1L
代入數(shù)據(jù)解得:v=2.4m/s
(2)設(shè)木板第一次撞擊擋板P后向右運(yùn)動時,物塊的加速度大小為a2,根據(jù)牛頓第二定律有
μmg-F=ma2
代入數(shù)據(jù)解得:a2=2m/s2   
因a2<am,所以在木板向右減速運(yùn)動過程中,物塊一直向左減速,木板速度減為0后向左加速,木塊仍在向左減速運(yùn)動,直到二者速度相等,以后一起向左加速與擋板二次相撞.
v-a2t=-v+amt
得t=0.6s
木塊向左的位移為:x1=vt-$\frac{1}{2}{a}_{2}{t}^{2}$=2.4×0.6-$\frac{1}{2}×2×0.{6}^{2}$=1.08m
木板向右的位移為:x2=vt-$\frac{1}{2}{a}_{m}{t}^{2}$=2.4×0.6-$\frac{1}{2}×6×0.{6}^{2}$=0.36m
則有:x=x1+x2=1.08+0.36=1.44m.
答:(1)木板第一次撞擊擋板P時的速度v為2.4m/s;
(2)木板第二次撞擊擋板P時物塊距木板右端的距離x為1.44m.

點(diǎn)評 處理本題的關(guān)鍵是用隔離法對物塊和木板進(jìn)行受力分析,由牛頓第二定律求出各自的加速度,再運(yùn)用運(yùn)動學(xué)規(guī)律求解.正確的受力分析和做功分析是解決本題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.如圖所示,所畫的曲線為某電場的三條電場線,其中有A、B兩點(diǎn),下列說法中正確的是( 。
A.該電場是負(fù)點(diǎn)電荷的電場
B.由E=$\frac{F}{q}$可知,在A點(diǎn)放入的點(diǎn)電荷電荷量越大,A點(diǎn)場強(qiáng)越小
C.點(diǎn)電荷q在A點(diǎn)受到的電場力在B點(diǎn)受到的電場力大
D.A、B兩點(diǎn)不可能在同一條電場線上

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

12.如圖所示,一根不可伸長的絲線吊著一質(zhì)量為m=1.0×10-3kg,電荷量為q=+2.0×10-6C的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中,絲線與豎直方向成37°角.(已知重力加速度為g=10m/s2,sin37°=0,6,cos37°=0.8)求:
(1)電場強(qiáng)度E的大。
(2)剪斷絲線后,小球的加速度大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗題

9.某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗如圖1,圖1中小車是在一條橡皮筋作用下彈出,沿木板滑行,這時,橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條…,完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次…實(shí)驗時,使每次實(shí)驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致.每次實(shí)驗中小車獲得的速度由打點(diǎn)計時器所打的紙帶測出.

(1)實(shí)驗中,小車會受到摩擦阻力的作用,可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡掉摩擦阻力,則下面操作正確的是D.
A、放開小車,能夠自由下滑即可       
B.放開小車,能夠勻速下滑即可
C.放開拖著紙帶的小車,能夠自由下滑即可 
D.放開拖著紙帶的小車,能夠勻速下滑即可
(2)若木板水平放置,小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動,當(dāng)小車速度最大時,關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置,下列說法正確的是B
A.橡皮筋處于原長狀態(tài)              
B.橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
C.小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處             
D.小車已過兩個鐵釘?shù)倪B線
(3)在正確操作情況下,打在紙帶上的點(diǎn),并不都是均勻的,為了測量小車獲得的速度,應(yīng)選用紙帶的G-K部分部分進(jìn)行測量(根據(jù)如圖2所示的紙帶回答).

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.一輛轎車從超市出發(fā),向東行駛了300m到達(dá)電影院,繼續(xù)行駛了150m到達(dá)度假村,又向西行駛了950m到達(dá)博物館,最后回到超市.如圖所示,以超市所在的位置為原點(diǎn),以向東的方向為正方向,用1個單位長度表示100m,在直線坐標(biāo)系上表示出了超市、電影院、度假村和博物館的位置,則下列說法正確的是( 。
A.轎車全程的位移為1400m
B.轎車全程的路程為1400m
C.轎車從電影院經(jīng)度假村到博物館的過程中位移為-800m
D.轎車從電影院經(jīng)度假村到博物館的過程中路程為800m

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.“軌道康復(fù)者”是“垃圾”衛(wèi)星的救星,被稱為“太空110”,它可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補(bǔ)充能源,延長衛(wèi)星的使用壽命.假設(shè)“軌道康復(fù)者”的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一,其運(yùn)動方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致,軌道平面與地球赤道平面重合,下列說法正確的是( 。
A.“軌道康復(fù)者”的速度是地球同步衛(wèi)星速度的5倍
B.“軌道康復(fù)者”的加速度是地球同步衛(wèi)星加速度的25倍
C.站在赤道上的人可觀察到“軌道康復(fù)者”向東運(yùn)動
D.“軌道康復(fù)者”可在高軌道上加速,以實(shí)現(xiàn)對低軌道上衛(wèi)星的拯救
E.“軌道康復(fù)者”可在高軌道上減速,以實(shí)現(xiàn)對低軌道上衛(wèi)星的拯救

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.如圖所示,某人向?qū)γ娴纳狡律纤綊伋鰞蓚質(zhì)量不等的石塊,分別落到A、B兩處,不計空氣阻力,則落到B處的石塊分別落到A、B兩處.不計空氣阻力,則落到B處的石塊( 。
A.初速度大,運(yùn)動時間短B.初速度大,運(yùn)動時間長
C.初速度小,運(yùn)動時間短D.初速度小,運(yùn)動時間長

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.兩個半徑為2.5cm的銅球,球心相距10cm,若各帶10-6C的同種電荷時,相互作用的力為F1,若各帶10-6C的異種電荷時,相互作用的力為F2.則( 。
A.F1=F2B.F1<F2C.F1>F2D.無法判斷

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.圖甲為一列簡諧橫波在某一時刻的波形圖.a(chǎn)、b兩質(zhì)點(diǎn)的橫坐標(biāo)分別為x=2m和x=6m,圖乙為質(zhì)點(diǎn)b從該時刻開始計時的振動圖象.下列說法正確的是( 。
A.該波沿+x方向傳播,波速為1m/sB.質(zhì)點(diǎn)a經(jīng)4s振動的路程為1m
C.此時刻質(zhì)點(diǎn)a的速度沿+y方向D.質(zhì)點(diǎn)a在t=2 s時速度為零

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案