17.一長(zhǎng)木板置于光滑水平地面上,木板左端放置一小物塊,在木板右方有一墻壁,如圖(a)所示.t=0時(shí)刻開始,小物塊與木板一起以共同速度向右運(yùn)動(dòng),直至t=1s時(shí)木板與墻壁碰撞(碰撞時(shí)間極短).碰撞前后木板速度大小不變,方向相反;運(yùn)動(dòng)過程中小物塊始終未離開木板.已知碰撞后1s時(shí)間內(nèi)小物塊的v-t圖線如圖(b)所示.木板的質(zhì)量是小物塊質(zhì)量的1.5倍,重力加速度大小g取10m/s2.求
(1)木板和木塊的最終速度v;
(2)木板的最小長(zhǎng)度L;
(3)小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2

分析 (1)由圖象可知碰撞前小物塊與木板共同速度,根據(jù)題意可知碰撞后木板速度,當(dāng)二者共速時(shí)根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出木板和木塊的最終速度;
(2)(3)首先根據(jù)圖象求出小物塊的加速度,然后根據(jù)牛頓第二定律求出小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù);最后利用功能關(guān)系求出木板的最小長(zhǎng)度.

解答 解:(1)由圖象可知,碰撞前小物塊與木板共同速度為v0=4m/s,
碰撞后木板速度水平向左,大小也是v0=4m/s,
設(shè)小物塊的質(zhì)量為m,則木板的質(zhì)量為1.5m,從和墻碰后到二者共速,取向左的方向?yàn)檎较,根?jù)定律守恒定律有:
1.5mv0-mv0=(1.5m+m)v,
解得:v=0.8m/s.
(3)在木板與墻壁碰撞后,木板以-v1的初速度向左做勻變速運(yùn)動(dòng),小物塊以v1的初速度向右做勻變速運(yùn)動(dòng).設(shè)小物塊的加速度為a2,由牛頓第二定律有:
2mg=ma2…①
由圖象可知,小物塊的加速度:
a2=$\frac{{v}_{2}-{v}_{1}}{{t}_{2}{-t}_{1}}$…②
聯(lián)立①②可解得:μ2=0.4.
(2)由功能關(guān)系得:μ2mg L=$\frac{1}{2}$(1.5m+m)v02-$\frac{1}{2}$(1.5m+m)v2,
解得:L=4.8m.
答:(1)木板和木塊的最終速度為0.8m/s;
(2)木板的最小長(zhǎng)度為4.8m;
(3)小物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵理清木塊和木板在整個(gè)過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式綜合求解,前兩問應(yīng)用動(dòng)量守恒定律及功能關(guān)系較為簡(jiǎn)便,要注意正方向的規(guī)定,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.質(zhì)譜儀是一種測(cè)定帶電粒子質(zhì)量和分析同位素的重要工具,它的構(gòu)造原理如圖所示,離子源S產(chǎn)生的各種不同正離子束(速度可看作零),經(jīng)加速電場(chǎng)加速后垂直進(jìn)入有界勻強(qiáng)磁場(chǎng),到達(dá)記錄它的照相底片P上,設(shè)離子射出磁場(chǎng)的位置到入口處S1的距離為x,下列判斷正確的是(  )
A.若離子束是同位素,則x越大,離子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)速度越小
B.若離子束是同位素,則x越大,離子質(zhì)量越小
C.只要x相同,則離子質(zhì)量一定不相同
D.只要x相同,則離子的比荷一定相同

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5.從同一地點(diǎn)同時(shí)開始沿同一方向做直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體Ⅰ、Ⅱ的速度圖象如圖所示.在0~t0時(shí)間內(nèi),下列說法中正確的是( 。
A.Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)物體的加速度都在不斷減小
B.Ⅰ、Ⅱ兩物體的位移都在不斷增大
C.Ⅰ、Ⅱ兩個(gè)物體的平均速度大小都等于$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}$
D.Ⅰ、Ⅱ兩物體的間距不斷增大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.由牛頓第二定律可知( 。
A.由物體運(yùn)動(dòng)的方向發(fā)生改變,可斷定物體受所合外力的方向也改變
B.用力推水平地面上的木箱沒有推動(dòng),是由于推力小于摩擦力的緣故
C.1N的力一定可以使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度
D.物體的質(zhì)量對(duì)加速度的產(chǎn)生起反抗作用,所以質(zhì)量是一種阻力

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

12.如圖所示,A、B為水平傳送帶為兩端,質(zhì)量為m=4kg的物體,靜止放上傳送帶的A端,并在與水平方向成37°角的力F=20N的力作用下,沿傳送帶向B端運(yùn)動(dòng),物體與傳送帶間的摩擦力μ=0.5,求.
(1)當(dāng)傳送帶靜止時(shí),物體從A到B的運(yùn)動(dòng)時(shí)間8秒,求A、B兩端間的距離.
(2)當(dāng)傳送帶以7.5m/s的速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),求物體從A到B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.如圖所示,五個(gè)木塊并排放在水平地面上,它們的質(zhì)量相同,與地面的摩擦不計(jì),當(dāng)用力F推第一塊使它們共同加速運(yùn)動(dòng)時(shí),第3塊對(duì)第4塊的推力為( 。
A.$\frac{F}{5}$B.$\frac{2F}{5}$C.$\frac{3F}{5}$D.F

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9.如圖,圓柱形容器豎直放置,上方A管的橫截面積是下方B管的4倍,中間有水銀.B管下方封有一段長(zhǎng)L=112cm的空氣柱,A內(nèi)水銀高h(yuǎn)1=5cm,B內(nèi)水銀高h(yuǎn)2=10cm,水銀上方有一活塞(活塞重力及摩擦都不計(jì)),大氣壓p=75cmHg.
(1)封閉氣體的壓強(qiáng)為多少厘米汞柱?
(2)現(xiàn)用一豎直向上的力F緩慢拉活塞,求活塞向上移動(dòng)1cm時(shí)氣體的壓強(qiáng)為多少厘米汞柱;
(3)向上緩慢拉活塞的過程中發(fā)現(xiàn)拉力F的大小會(huì)相應(yīng)變化,求活塞向上移動(dòng)多少厘米時(shí)拉力F變?yōu)榱悖?br />(4)試通過計(jì)算,分析說明向上緩慢拉活塞的過程中,拉力F的大小應(yīng)如何變化?(設(shè)向上緩慢拉活塞的過程中,B管中總有水銀)

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6.質(zhì)量為M的長(zhǎng)木板放在光滑的水平面上,如圖所示,一質(zhì)量為m的滑塊以某一速度沿木板表面從A點(diǎn)滑到B點(diǎn),在木板上前進(jìn)的距離為L(zhǎng),而長(zhǎng)木板前進(jìn)的距離為l,若滑塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,則(  )
A.摩擦力對(duì)滑塊所做的功為μmglB.摩擦力對(duì)木板所做的功為μmgL
C.滑塊損失的動(dòng)能為μmg(l+L)D.滑塊和木板系統(tǒng)損失的動(dòng)能為μmgL

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7.一輛汽車從靜止開始勻加速開出,然后保持勻速運(yùn)動(dòng),最后勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止.從汽車開始運(yùn)動(dòng)起計(jì)時(shí),表中給出了某些時(shí)刻汽車的瞬時(shí)速度.根據(jù)表中的數(shù)據(jù)通過分析、計(jì)算可以得出( 。
時(shí)刻(s)1.02.03.05.07.09.510.5
速度(m/s)3.06.09.012129.03.0
A.汽車加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為4 sB.汽車加速運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間為5 s
C.汽車勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2 sD.汽車減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為2 s

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