如圖所示,質(zhì)量為M的小車A左端固定一根輕彈簧,車靜止在光滑水平面上,一質(zhì)量為m的小物塊B從右端以速度v0沖上小車并壓縮彈簧,然后又被彈回,回到車右端時剛好與車保持相對靜止.求:
(1)這過程彈簧的最大彈性勢能EP為多少?
(2)全過程系統(tǒng)摩擦生熱Q多少?
(1)全過程系統(tǒng)動量守恒,小物塊將彈簧壓縮到最短和被彈回到車右端的兩個時刻,系統(tǒng)的速度是相同的,設(shè)向左為正方向:
mv0=(M+m)v
由于兩個時刻速度相同,說明小物塊從車左端返回車右端過程中彈性勢能的減小恰好等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加,即彈簧的最大彈性勢能Ep恰好等于返回過程的摩擦生熱,而往返兩個過程中摩擦生熱是相同的,所以EP是全過程摩擦生熱Q的一半,Q=2EP
全過程由能量守恒和轉(zhuǎn)過定律得:
Q=
1
2
mv02-
1
2
(M+m)v2
聯(lián)立得:EP=
Mmv02
4(m+M)

Q=
Mmv02
2(m+M)

答:(1)這過程彈簧的最大彈性勢能EP
Mmv02
4(m+M)
;
(2)全過程系統(tǒng)摩擦生熱Q為
Mmv02
2(m+M)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖1所示,物塊A、B的質(zhì)量分別是m1=4.0kg和m2=6.0kg,用輕彈簧相連接放在光滑的水平面上,物塊B左側(cè)與豎直墻相接觸.另有一個物塊C從t=0時刻起以一定的速度向左運(yùn)動,在t=0.5s時刻與物塊A相碰,碰后立即與A粘在一起不再分開.物塊C的v-t圖象如圖2所示.試求:
(1)物塊C的質(zhì)量m3;
(2)在5.0s到15s的時間內(nèi)物塊A的動量變化的大小和方向.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,光滑弧形軌道和一足夠長的光滑水平軌道相連,水平軌道上方有足夠長的光滑絕緣體MN,上掛一光滑鋁環(huán)A,在弧形軌道上高為h的地方無初速釋放磁鐵B(可視為質(zhì)點(diǎn)),B下滑至水平軌道時恰沿A的中心軸線運(yùn)動,設(shè)A、B的質(zhì)量分別為MA、MB,求A獲得最大速度和全過程中產(chǎn)生的電能.(忽略B沿弧形軌道下滑時環(huán)A產(chǎn)生的感應(yīng)電流)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖,一質(zhì)量為M=1.2kg的物塊靜止在桌面邊緣,桌面離水平地面的高度為
h=1.8m.一質(zhì)量為m=20g的子彈以水平速度v0=100m/s射入物塊,在很短的時間內(nèi)以水平速度10m/s穿出.重力加速度g取10m/s2.求:
(1)子彈穿出木塊時,木塊獲得的水平初速度V;
(2)木塊落地點(diǎn)離桌面邊緣的水平距離X.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

如圖所示,長木板A放在光滑的水平面上,質(zhì)量為m=4kg的小物體B以水平速度v0=2m/s滑上原來靜止的長木板A的表面,由于A、B間存在摩擦,之后A、B速度隨時間變化情況如圖乙所示,取g=10m/s2,則下列說法正確的是(  )
A.木板A獲得的動能為2J
B.系統(tǒng)損失的機(jī)械能為2J
C.木板A的最小長度為2m
D.A、B間的動摩擦因數(shù)為0.1

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

質(zhì)量為2kg的平板車Q上表面水平,原來靜止在光滑水平面上,平板車左端靜止著一塊質(zhì)量為2kg的物體P,一顆質(zhì)量為0.01kg的子彈以700m/s的速度水平瞬間射穿P后,速度變?yōu)?00m/s,若P、Q之間的動摩擦因數(shù)為0.5,則:
(1)子彈打穿P后,物體P的速度多大?
(2)若最終P沒有從小車上掉下來,小車至少多長?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

一宇航員在國際空間站內(nèi)做了如下實驗:選取兩個質(zhì)量分別為mA=0.1kg、mB=0.2kg的小球A、B和一根輕質(zhì)短彈簧,彈簧的一端與小球A粘連,處于鎖定狀態(tài),一起以速度vo=0.1m/s做勻速直線運(yùn)動.如圖所示,經(jīng)過一段時間后,突然解除鎖定(解除鎖定時沒有機(jī)械能損失),兩球仍然沿直線運(yùn)動,從彈簧與小球B剛剛分離開始計時,經(jīng)過時間t=3.0s,兩球之間的距離增加了s=2.7m,求:
①彈簧與小球B剛剛分離時兩小球的速度分別為多大;
②原先彈簧鎖定時的彈性勢能Ep

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示,質(zhì)量m1=2.0kg的木板AB靜止在水平面上,木板的左側(cè)有一個固定的半徑R=0.60m的四分之一圓弧形軌道,軌道末端的切線水平,軌道與木板靠在一起,且末端高度與木板高度相同.現(xiàn)將質(zhì)量m2=1.0kg可視為質(zhì)點(diǎn)的小木塊C,從圓弧形軌道頂端由靜止釋放,小木塊C到達(dá)圓弧形軌道底端時的速度v0=3.0m/s.之后小木塊C滑上木板AB并帶動木板AB運(yùn)動,當(dāng)小木塊C離開木板AB右端B時,木板AB的速度v1=0.5
m/s,在小木塊C在木板AB上滑行的過程中,小木塊C與木板AB總共損失的動能△E=2.25J.小木塊C與木板AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.1.木板AB與地面間的摩擦及空氣阻力可忽略不計.取g=10m/s2.求
(1)小木塊C運(yùn)動到圓弧形軌道末端時所受支持力的大;
(2)小木塊C在圓弧形軌道上下滑過程中克服摩擦力所做的功;
(3)小木塊C在木板AB上運(yùn)動過程中,小木塊C相對于地面的位移.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

光滑水平面上停著一輛長為L的平板車,車的一端放著質(zhì)量為m的木箱,車的另一端站著質(zhì)量為3m的人,車的質(zhì)量為5m,若人沿車面走到木箱處將木箱搬放到車的正中央,則在這段時間內(nèi),車的位移大小為______.

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同步練習(xí)冊答案