(20分)光滑水平面上有一質(zhì)量為M="2" kg的足夠長的木板,木板上最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),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,并且搏擊時無動能損失,物塊始終未能與擋板相撞,求:

(1)木板第一次撞擊擋板P時的速度為多少?  
(2)木板從第一次撞擊擋板P到運動到右端最遠處所需的時間及此時物塊距木板右端的距離X為多少?  
(3)木板與擋板P會發(fā)生多次撞擊直至靜止,而物塊一直向左運動。每次木板與擋板p撞擊前物塊和木板都已相對靜止,最后木板靜止于擋板P處,求木板與物塊都靜止時物塊距木板有端的距離X為多少?  

(1)(2)  (3)

解析試題分析:(1)設木板靠最大靜摩擦力或滑動摩擦力產(chǎn)生的加速度為,則
                      ①
若木板與物塊不發(fā)生相對運動,設共同加速度為,則
               ②
,所以木板與物塊靠靜摩擦力一起以加速度a1運動      ③
根據(jù)運動學公式                  ④
解得              ⑤
(2)設木板第一次撞擊擋板P后向右運動時,此時木板和物塊之間摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮Α?br />物塊的加速度大小為,根據(jù)牛頓第二定律有                                             ⑥
解得               ⑦
木板則以勻減速運動,因為,所以在木板向右減速運動過程中,物塊一直向左減速,木板速度減為0時,木塊仍在向左運動。設木板第一次撞擊擋板P后運動到右端最遠處所需時間為t1,則
                ⑧ 
設木板左端距擋板P的距離為,則
             ⑨
設物塊相對地向左的位移為,則
           ⑩
此時物塊距木板右端的距離            ⑾
(3)木板最終靜止于擋板P處,設物塊距木板右端的距離為,根據(jù)功能關系得
         ⑿
解得           、  
評分參考:第(1)問5分,①②③④⑤式各1分;第(2)問10分,其中⑥式2分,⑦式1分,⑧⑨⑩式各2分,⑾式1分;第(3)問5分,⑿式3分,⒀式2分。
考點:動能定理,勻變速直線運動 牛頓運動定律

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,質(zhì)量M =4kg的木板長L =4m,靜止在光滑的水平地面上,其水平上表面左端靜置一個質(zhì)量m =2kg的小滑塊(可視為質(zhì)點),小滑塊與板間的動摩擦因數(shù)μ=0.2。從某時刻開始,用水平力F =10N一直向右拉滑塊,使滑塊從木板上掉下來。g取10m/s2。

(1)該過程木板的位移;
(2)滑塊離開木板時的速度;
(3)若在F =10N的情況下,能使小滑塊恰好能從木板上掉下來,求此力作用的最短時
間.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)特戰(zhàn)隊員從懸停在空中離地55m高的直升機上沿繩下滑進行降落訓練,某特戰(zhàn)隊員和他攜帶的武器質(zhì)量共為80kg,設特戰(zhàn)隊員用特制的手套輕握繩子時可獲得200N的摩擦阻力,緊握繩子時可獲得1000N的摩擦阻力,下滑過程中特戰(zhàn)隊員至少輕握繩子才能確保安全,()。試求:

(1)特戰(zhàn)隊員輕握繩子降落時的加速度的大;
(2)若要求特戰(zhàn)隊員著地時的速度不大于5m/s,則特戰(zhàn)隊員在空中下滑的最少時間為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)如圖所示,一固定足夠長的粗糙斜面與水平面夾角。一個質(zhì)量的小物體(可視為質(zhì)點),在F=10 N的沿斜面向上的拉力作用下,由靜止開始沿斜面向上運動。已知斜面與物體間的動摩擦因數(shù),取。則:

(1)求物體在拉力F作用下運動的加速度;
(2)若力F作用1.2 s后撤去,求物體在上滑過程中距出發(fā)點的最大距離s;
(3)求物體從靜止出發(fā)到再次回到出發(fā)點的過程中物體克服摩擦所做的功。

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(6分)我國第一艘航空母艦“遼寧號”已經(jīng)投入使用,為使戰(zhàn)斗機更容易起飛,“遼寧號”使用了滑躍起飛技術(shù),如圖甲所示。其甲板可簡化為乙圖模型;AB部分水平,BC部分傾斜,傾角為θ。戰(zhàn)斗機從A點開始滑跑,C點離艦,此過程中發(fā)動機的推力和飛機所受甲板和空氣阻力的合力大小恒為F,戰(zhàn)斗機在AB段和BC段滑跑的時間分別為t1和t2,戰(zhàn)斗機質(zhì)量為m。求戰(zhàn)斗機離艦時的速度多大?

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如圖所不,一質(zhì)量為m=50kg的滑塊,以vo=_10m/s的初速度從左端沖上靜止在光滑水平地面上的長為L=8m的平板車,滑塊與車間的動摩擦因數(shù)為“=0.3,平板車質(zhì)量為M=150kg。求:

(1)滑塊沖上小車后小車運動的加速度和滑塊滑離小車時,車的速度。
(2)滑塊在小車上相對滑動的時間內(nèi),摩擦力對小車做的功是多少?

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(8分)物體以12 m/s的初速度從斜面底端沖上傾角為37°的斜坡,已知物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.25,g取10 m/s2,(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。求:
(1) 物體沿斜面上滑的最大位移;
(2) 物體再滑到斜面底端時的速度大小;
(3) 物體在斜面上運動的時間.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(10分)傳送帶設備種類繁多,主要有帶式輸送機、板式輸送機、小車式輸送機、自動扶梯、自動人行道、刮板輸送機、埋刮板輸送機、斗式輸送機、斗式提升機、懸掛輸送機和架空索道。下圖為一平直的帶式輸送機以速度v=2m/s勻速運動,輸送機負責把A處的工件運送到B處,A、B相距L=12m。從A處釋放的工件初速度為零,求:

(1)若工件經(jīng)時間t=8s能傳送到B處,求工件做勻加速運動所用的時間;
(2)欲用最短時間把工件從A處傳到B處,求輸送機的運行速度至少多大。(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(14分)如圖所示,AB是一段位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,高度為h,末端B處的切線方向水平.一個質(zhì)量為m的小物體P從軌道頂端A處由靜止釋放,滑到B端后飛出,落到地面上的C點,軌跡如圖中虛線BC所示.已知它落地時相對于B點的水平位移OC=l.現(xiàn)在軌道下方緊貼B點安裝一水平傳送帶,傳送帶的右端與B的距離為.當傳送帶靜止時,讓P再次從A點由靜止釋放,它離開軌道并在傳送帶上滑行后從右端水平飛出,仍然落在地面的C點.(不計空氣阻力)

(1)求P滑至B點時的速度大;
(2)求P與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ;
(3)當傳送帶運動時(其他條件不變),P的落地點為仍為C點,求傳送帶運動方向及速度v的取值范圍.

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