2.如圖所示,質(zhì)量為M=4kg的木板靜止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一個(gè)質(zhì)量m=1kg大小可以忽略的鐵塊,鐵塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,在鐵塊上加一水平向左的恒力F=8N,鐵塊在長(zhǎng)L=6m的木板上滑動(dòng).取g=10 m/s2.求:
(1)經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端;
(2)其后半時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)生熱多少.

分析 (1)由牛頓第二定律要分別求得m和M的加速度,由位移時(shí)間公式可得到兩物體位移與時(shí)間的表達(dá)式,由m與M的位移差等于L,可求得時(shí)間.
(2)根據(jù)兩個(gè)間的相對(duì)位移,即可求得系統(tǒng)生熱.

解答 解:(1)鐵塊與木板間的滑動(dòng)摩擦力 f=μmg=0.4×1×10N=4N
鐵塊的加速度 a1=$\frac{F-f}{m}$=$\frac{8-4}{1}$m/s2=4m/s2;
木板的加速度 a2=$\frac{f}{M}$=$\frac{4}{4}$m/s2=1m/s2; 
設(shè)鐵塊滑到木板左端所用的時(shí)間為t,則
  $\frac{1}{2}$a1t2-$\frac{1}{2}$a2t2=L
代入數(shù)據(jù)解得:t=2s
(2)經(jīng)過(guò)前$\frac{t}{2}$時(shí)間時(shí),鐵塊的位移與木板間的相對(duì)位移為△x1=$\frac{1}{2}$a1($\frac{t}{2}$)2-$\frac{1}{2}$a2($\frac{t}{2}$)2=$\frac{1}{2}$×(4-1)×$(\frac{2}{2})^{2}$m=1.5m
所以后半時(shí)間內(nèi)鐵塊的位移與木板間的相對(duì)位移為△x2=L-△x1=6m-1.5m=4.5m
半時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)生熱為 Q=f△x2=4×4.5J=18J
答:
(1)經(jīng)過(guò)2s時(shí)間鐵塊運(yùn)動(dòng)到木板的左端;
(2)其后半時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)生熱是18J.

點(diǎn)評(píng) 本題要正確分析兩物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況,抓住它們之間的聯(lián)系,如位移關(guān)系、運(yùn)動(dòng)時(shí)間關(guān)系是關(guān)鍵.要注意摩擦生熱與相對(duì)位移有關(guān).

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

12.為了“探究外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”,查資料得知,彈簧的彈性勢(shì)能Ep=$\frac{1}{2}$kx2,其中k是彈簧的勁度系數(shù),x是彈簧長(zhǎng)度的變化量.
某同學(xué)就設(shè)想用壓縮的彈簧推靜止的小球(質(zhì)量為m)運(yùn)動(dòng)來(lái)探究這一問(wèn)題.
為了研究方便,把小鐵球O放在水平桌面上做實(shí)驗(yàn),讓小球O在彈力作用下運(yùn)動(dòng),即只有彈簧推力做功.
該同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:
首先進(jìn)行如圖甲所示的實(shí)驗(yàn):將輕質(zhì)彈簧豎直掛起來(lái),在彈簧的另一端掛上小鐵球O,靜止時(shí)測(cè)得彈簧的伸長(zhǎng)量為d.

在此步驟中,目的是要確定物理量彈簧勁度系數(shù)k,用m、d、g表示為$\frac{mg}rp3wp37$.
接著進(jìn)行如圖乙所示的實(shí)驗(yàn):將這根彈簧水平放在桌面上,一端固定,另一端被小鐵球O壓縮,測(cè)得壓縮量為x,釋放彈簧后,小鐵球O被推出去,從高為h的水平桌面上拋出,小鐵球O在空中運(yùn)動(dòng)的水平距離為L(zhǎng).
小鐵球O的初動(dòng)能Ek1=0.
小鐵球O的末動(dòng)能Ek2=$\frac{{mg{L^2}}}{4h}$.
彈簧對(duì)小鐵球O做的功W=$\frac{{mg{x^2}}}{2d}$.(用m、x、d、g表示)
對(duì)比W和Ek2-Ek1就可以得出“外力做功與物體動(dòng)能變化的關(guān)系”,即在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi),外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

13.如圖所示,物體沿斜面加速下滑,甲圖中在物體上再放上一個(gè)小物體,乙圖中在物體上加一個(gè)豎直向下的力F,下列關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是( 。
A.甲圖中物體的加速度增大,乙圖中物體的加速度增大
B.甲圖中物體的加速度增大,乙圖中物體的加速度不變
C.甲圖中物體的加速度不變,乙圖中物體的加速度增大
D.甲圖中物體的加速度不變,乙圖中物體的加速度不變

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

10.如圖所示,水平木板上有質(zhì)量m=1.0kg的物塊,受到隨時(shí)間t變化的水平拉力F作用,用力傳感器測(cè)出相應(yīng)時(shí)刻物塊所受摩擦力Ff的大小.取重力加速度g=10m/s2,下列判 斷正確的是( 。
A.5 s內(nèi)物體做的是勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B.4 s末物塊所受合力大小為4.0 N
C.物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4
D.6 s~9 s內(nèi)物塊的加速度大小為2.0 m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

17.某次軍事演習(xí)中,西安衛(wèi)星測(cè)控中心調(diào)動(dòng)海洋、風(fēng)云、高分、遙感4個(gè)型號(hào)近10顆衛(wèi)星,為地面軍事演習(xí)提供技術(shù)支持.特別是“高分一號(hào)”突破了空間分辨率、多光譜與大覆蓋面積相結(jié)合的大量關(guān)鍵技術(shù).如圖為“高分一號(hào)”與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)兩顆衛(wèi)星在空中某一面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的示意圖.“北斗”系統(tǒng)中兩顆衛(wèi)星“G1”和“G3”以及“高分一號(hào)”均可認(rèn)為繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng).衛(wèi)星“G1”和“G3”為同步衛(wèi)星,某時(shí)刻兩顆同步衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置,“高分一號(hào)”在C位置.若衛(wèi)星均順時(shí)針運(yùn)行,不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用力,則以下說(shuō)法正確的是( 。
A.同步衛(wèi)星“G1”和“G3”的軌道半徑大小相等,均為36000千米
B.如果有3顆同步衛(wèi)星均勻分布,其通訊范圍就可以覆蓋地球南北緯55度的區(qū)域
C.衛(wèi)星“G1”由位置A運(yùn)動(dòng)到位置B所需要的時(shí)間為6小時(shí)
D.“高分一號(hào)”衛(wèi)星所在高度有稀薄氣體,其運(yùn)行后,高度會(huì)降低,機(jī)械能回減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.2016年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)由戴維-索利斯、鄧肯-霍爾丹和邁克爾-科斯特利茨三位科學(xué)家共同獲得,他們運(yùn)用拓?fù)鋵W(xué)證明超導(dǎo)體可以在低溫環(huán)境下實(shí)現(xiàn),并解釋了其實(shí)現(xiàn)機(jī)制.設(shè)某金屬圓環(huán)垂直于磁場(chǎng)放置,在低溫時(shí)突然撤去磁場(chǎng),測(cè)得環(huán)中電流為I,若經(jīng)一年以上的時(shí)間t后檢測(cè)出電流變化小于△I(其中△I<<I)時(shí),便可認(rèn)為此金屬環(huán)為超導(dǎo)體.設(shè)環(huán)的周長(zhǎng)為l、橫截面積為S,單位體積內(nèi)自由電子數(shù)為n,電子質(zhì)量為m、電荷量為e.關(guān)于金屬環(huán)成為超導(dǎo)體的電阻率上限ρ推導(dǎo)有如下四個(gè)步驟:
①由電流微觀表達(dá)式I=nveS,電流變化大小為△I時(shí),環(huán)中電子定向移動(dòng)平均速率的變化△v=$\frac{△I}{neS}$
②電流變化大小為△I時(shí),環(huán)中一個(gè)電子動(dòng)能的變化△Ek=$\frac{1}{2}$m${(\frac{△I}{neS})}^{2}$
③根據(jù)能量守恒,t時(shí)間內(nèi)電子減少的總動(dòng)能等于環(huán)中產(chǎn)生的焦耳熱,即Q=nSl△Ek
④由于△I<<I,t時(shí)間內(nèi)環(huán)中電流釋放焦耳熱Q=I2Rt,其中R=ρ$\frac{l}{S}$,可得超導(dǎo)狀態(tài)的電阻率上限ρ
其中不正確的步驟是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

14.(1)如圖1所示為某同學(xué)所安裝的“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置.

①在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中,為了使小車受到合外力等于砝碼和砝碼盤的總重量,通常采用如下兩個(gè)措施:
A.平衡摩擦力:將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端下面墊一小木塊,反復(fù)移動(dòng)木塊的位置,直到小車在砝碼盤的拉動(dòng)下帶動(dòng)紙帶與小車一起做勻速直線運(yùn)動(dòng);
B.在調(diào)整砝碼多少的過(guò)程中,要保證砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量M.
以上哪一個(gè)措施中有何重大錯(cuò)誤?(說(shuō)明錯(cuò)誤點(diǎn))
②如圖2是上述實(shí)驗(yàn)打出的一條紙帶,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期是0.02s,結(jié)合圖中給出的數(shù)據(jù)(單位cm),求出小車運(yùn)動(dòng)加速度的大小為4.0m/s2,并求出紙帶中P點(diǎn)瞬時(shí)速度大小為2.6m/s(計(jì)算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)
(2)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置,通過(guò)改變重物的質(zhì)量,利用計(jì)算機(jī)可得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象.他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn),得到了兩條a-F圖線,如圖(b)所示.

①圖線甲是在軌道左側(cè)抬高成為斜面情況下得到的(選填“甲”或“乙”);
②滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m=0.5kg;滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

11.如圖甲所示,在傾角為θ的光滑斜面上,有一個(gè)質(zhì)量為m的物體受到一個(gè)沿斜面向上的變力F作用,由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng).物體的機(jī)械能E隨路程x的變化關(guān)系如圖乙所示,其中0~x1、x2~x3過(guò)程的圖線是曲線,x1~x2過(guò)程的圖線為平行于x軸的直線,且x=0處曲線的切線斜率與x=x2處曲線的切線斜率絕對(duì)值相等.則下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.物體一直沿斜面向上運(yùn)動(dòng)
B.在0~x1過(guò)程中,物體的加速度大小先減小后增大
C.在x1~x2過(guò)程中,物體的重力勢(shì)能一直在增加
D.在x2~x3過(guò)程中,物體先超重后失重

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

12.汽車沿平直公路做加速度為0.5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng),那么在任意1s內(nèi)(  )
A.汽車的末速度一定等于初速度的0.5倍
B.汽車的初速度一定比前1s的末速度大0.5m/s
C.汽車的末速度一定比前1s的初速度大0.5m/s
D.汽車的末速度一定比初速度大0.5m/s

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同步練習(xí)冊(cè)答案