(13分)如圖10所示,在光滑的水平面上有一輛長平板車,它的中央放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊,物塊跟車表面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,平板車的質(zhì)量M=2m,車與物塊一起向右以初速度v0勻速運(yùn)動(dòng),車跟右側(cè)的墻壁相碰。設(shè)車跟墻壁碰撞的時(shí)間很短,碰撞時(shí)沒有機(jī)械能損失,重力加速度為g,求:

(1)平板車的長度L至少是多長時(shí),小物塊才不會(huì)從車上落下來;
(2)若在車的左側(cè)還有一面墻壁,左右墻壁相距足夠遠(yuǎn),使得車跟墻壁相碰前,車與小物塊總是相對靜止的,車在左右墻壁間來回碰撞,碰撞n次后,物塊跟車一起運(yùn)動(dòng)的速度Vn;
(3)在車與左右墻壁來回碰撞的整個(gè)過程中,小物塊在車表面相對于車滑動(dòng)的總路程S。
(1) (2) (3)

試題分析:(1)平板車跟右側(cè)墻壁相碰后速度大小不變方向相反,車與物塊有相對運(yùn)動(dòng),車與物塊之間的滑動(dòng)摩擦力
設(shè)物塊與車共同速度為,對車與物塊組成的系統(tǒng),根據(jù)動(dòng)量守恒定律有

設(shè)平板車的長至少為L,根據(jù)能量守恒則有

解得 
由第一問可解得
平板車和物塊一起向右運(yùn)動(dòng),與墻壁碰撞后共同速度為碰撞前的,那么相同的速度與左側(cè)墻壁碰撞后最終的共同速度,與向右碰撞過程相同,所以  
所以經(jīng)過n次碰撞后的速度
經(jīng)過足夠多的碰撞后,由于不斷有摩擦力做功,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,機(jī)械能逐漸減少,最后全都轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
整理得
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,在x軸上關(guān)于O點(diǎn)對稱的A、B兩點(diǎn)有等量同種點(diǎn)電荷+Q,在y軸上C點(diǎn)有點(diǎn)電荷-Q,且CO=OD,∠ADO=60°.下列判斷正確的是(  )

A.O點(diǎn)電場強(qiáng)度為零
B.D點(diǎn)電場強(qiáng)度為零
C.若將點(diǎn)電荷+q從O移向C,電勢能增大
D.若將點(diǎn)電荷-q從O移向C,電勢能增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

磁場具有能量,磁場中 單位體積所具有的能量叫做能量密度,其值為B2/2μ,式中B是磁感強(qiáng)度,μ是磁導(dǎo)率(在空氣μ為一已知常數(shù))。為了近似測得條形磁鐵磁極端面附近的磁感強(qiáng)度B,某校一學(xué)生用一根端面面積為A得條形磁鐵吸住一相同面積的鐵片P,再用力將鐵片與磁鐵拉開一段微小的距離ΔL,并測出拉力F,如圖所示,已知F做的功等于間隙中磁場的能量。下列判斷正確的
A.題中μ是一個(gè)沒有單位的常數(shù)。
B.將鐵片與磁鐵拉開一段微小的距離ΔL過程中磁鐵對鐵片做正功。
C.磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F、A之間的關(guān)系為B=
D.磁感應(yīng)強(qiáng)度B與F、A之間的關(guān)系為

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,質(zhì)量mA=2 kg的木塊A靜止在光滑水平面上.質(zhì)量mB=1 kg的木塊B以初速度v0=5 m/s向右運(yùn)動(dòng),與A碰撞后兩者均向右運(yùn)動(dòng)。木塊A向右運(yùn)動(dòng),與擋板碰撞反彈(與擋板碰撞無機(jī)械能損失)。后來與B發(fā)生二次碰撞,碰后A、B同向運(yùn)動(dòng),速度大小分別為0.9 m/s、1.2 m/s。求:

(1)第一次A、B碰撞后A的速度;
(2)第二次碰撞過程中,A對B做的功。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)如圖所示為某娛樂場的一種游戲裝置的滑道示意圖,其中AB為曲面滑道,BC為長28m水平滑道,動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2;水平滑道BC與半徑為10m的四分之一圓弧滑道CD相切,DE為水池的水平面,水池足夠深,以確保人落水后的安全。某人坐滑車從坡頂?shù)腁點(diǎn)由靜止滑下,經(jīng)過高度差為20m的B點(diǎn)時(shí)的速度為16 m/s,最后落在水面上。人和滑車的質(zhì)量共為70kg,將人和滑車作為質(zhì)點(diǎn)處理,g取l0rn/s2。問:

(1)從A到B的過程中,人的機(jī)械能是否守恒,
(2)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為多少?
(3)落水點(diǎn)與C點(diǎn)的水平距離。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(20分)如圖所示,兩條平行的金屬導(dǎo)軌相距L = lm,金屬導(dǎo)軌的傾斜部分與水平方向的夾角為37°,整個(gè)裝置處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中.金屬棒MN和PQ的質(zhì)量均為m=0.2kg,電阻分別為RMN =1Ω和RPQ =" 2Ω" .MN置于水平導(dǎo)軌上,與水平導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,PQ置于光滑的傾斜導(dǎo)軌上,兩根金屬棒均與導(dǎo)軌垂直且接觸良好.從t=0時(shí)刻起,MN棒在水平外力F1的作用下由靜止開始以a =1m/s2的加速度向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),PQ則在平行于斜面方向的力F2作用下保持靜止?fàn)顟B(tài).t=3s時(shí),PQ棒消耗的電功率為8W,不計(jì)導(dǎo)軌的電阻,水平導(dǎo)軌足夠長,MN始終在水平導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng).求:

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;
(2)t=0~3 s時(shí)間內(nèi)通過MN棒的電荷量;
(3)求t =6s時(shí)F2的大小和方向;
(4)若改變F1的作用規(guī)律,使MN棒的運(yùn)動(dòng)速度v與位移s滿足關(guān)系:,PQ棒仍然靜止在傾斜軌道上.求MN棒從靜止開始到s=5m的過程中,系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖一根不可伸長絕緣的細(xì)線一端固定于O點(diǎn),另一端系一帶電小球,置于水平向右的勻強(qiáng)電場中,現(xiàn)把細(xì)線水平拉直,小球從A點(diǎn)靜止釋放,經(jīng)最低點(diǎn)B后,小球擺到C點(diǎn)時(shí)速度為0,則(  )
A.小球在B點(diǎn)時(shí)的速度最大
B.小球從A到B的過程中,機(jī)械能一直在減少
C.小球在B點(diǎn)時(shí)的繩子拉力最大
D.從B到C的過程中小球的電勢能一直增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量為m的金屬線框A靜置于光滑平面上,通過細(xì)繩跨過定滑輪與質(zhì)量為m的物體B相連,圖中虛線內(nèi)為一水平勻強(qiáng)磁場,d表示A與磁場左邊界的距離,不計(jì)滑輪摩擦及空氣阻力,設(shè)B下降h(h>d)高度時(shí)的速度為v,則此時(shí)以下關(guān)系中能夠成立的是(  )
A.v2=gh
B.v2=2gh
C.A產(chǎn)生的熱量Q=mgh-mv2
D.A產(chǎn)生的熱量Q=mgh-mv2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

某空間存在水平方向的勻強(qiáng)電場(圖中未畫出),帶電小球沿如圖所示的直線斜向下由A點(diǎn)沿直線向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng),此空間同時(shí)存在由A指向B的勻強(qiáng)磁場,則下列說法正確的是(  )
A.小球一定帶正電
B.小球可能做勻速直線運(yùn)動(dòng)
C.帶電小球一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
D.運(yùn)動(dòng)過程中,小球的機(jī)械能減少

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