如圖所示,質(zhì)量m1=0.3kg的小車靜止在光滑的水平面上,車長L=1.5m,距車的右端d=1.0m處有一固定的豎直擋板P,現(xiàn)有質(zhì)量為m2=0.2kg可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊,以水平向右的速度v0=2m/s從左端滑上小車,物塊與車面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,取g=10m/s2。

⑴若物塊由左端滑上小車開始計(jì)時(shí),求經(jīng)過多長時(shí)間小車與擋板P相撞。
⑵若小車與擋板碰撞將以原速率反彈,最終小物塊在車面上某處與小車保持相對靜止,求此處與車左端的距離L。
⑴1.55s ⑵0.984m

試題分析::(1)物塊與小車系統(tǒng)動量守恒,假設(shè)物塊與小車碰前達(dá)到共速,規(guī)定向右為正方向,根據(jù)系統(tǒng)動量守恒得:
解得:,
物塊從左端滑上小車,根據(jù)牛頓第二定律得小車的加速度為:
根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式得該過程小車的位移為:,
車的右端距固定的豎直擋板Pd=1.0m,所以物塊與小車碰前已達(dá)到共同速度,該過程的時(shí)間為:,
物塊與小車達(dá)到共速后會做勻速運(yùn)動,該過程時(shí)間:
所以
所以物塊由左端滑上小車開始計(jì)時(shí),經(jīng)過1.55s時(shí)間小車與擋板P相撞.
(2)從開始到物塊與小車達(dá)到共速,物塊的位移:
小車與擋板碰撞后以原速率反彈到小物塊在車面上某處與小車保持相對靜止的過程,物塊與小車系統(tǒng)動量守恒,規(guī)定向右為正方向,根據(jù)系統(tǒng)動量守恒得:解得:
小車與擋板碰撞無動能損失,整個(gè)過程物塊相對于小車的運(yùn)動方向一直向右,根據(jù)能量守恒定理得:
解得:
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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為了驗(yàn)證動能定理,某學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室組裝了如圖的裝置外,
還備有下列器材:打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用的學(xué)生電源、導(dǎo)線、復(fù)寫紙、天平、細(xì)沙.他們稱量滑塊的質(zhì)量為M、沙和小桶的總質(zhì)量為m.當(dāng)滑塊連接上紙帶,用細(xì)線通過滑輪掛上空的小桶時(shí),滑塊處于靜止?fàn)顟B(tài).要完成該實(shí)驗(yàn),則:
(1)還缺少的實(shí)驗(yàn)器材是______.
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證細(xì)線拉力等于滑塊所受的合外力,首先要做的步驟是______;實(shí)驗(yàn)時(shí)為保證細(xì)線的拉力與沙、小桶的總重力大小基本相等,沙和小桶的總質(zhì)量應(yīng)滿足的實(shí)驗(yàn)條件是______.
(3)在(2)問的基礎(chǔ)上,讓小桶帶動滑塊加速運(yùn)動,用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄其運(yùn)動情況,在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶上取兩點(diǎn),測出該兩點(diǎn)的間距為L、打下該兩點(diǎn)時(shí)滑塊的速度大小為v1、v2(v1<v2),已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.寫出實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的動能定理表達(dá)式______(用題中所給的字母表示).

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在水平路面行駛的載重汽車和小轎車,它們的動能相比(  )
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一根用絕緣材料制成的輕彈簧,勁度系數(shù)為k,一端固定,另一端與質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球相連,靜止在光滑絕緣的水平面上,當(dāng)施加一水平向右的勻強(qiáng)電場E后(如圖所示),小球開始作簡諧運(yùn)動,關(guān)于小球運(yùn)動有如下說法中正確的是
A.球的速度為零時(shí),彈簧伸長qE/k
B.球做簡諧運(yùn)動的振幅為qE/k
C.運(yùn)動過程中,小球的機(jī)械能守恒
D.運(yùn)動過程中,小球動能的改變量、彈性勢能的改變量、電勢能的改變量的代數(shù)和為零

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(4分).有一個(gè)同學(xué)用如下方法測定動摩擦因數(shù):用同種材料做成的AB、BD平面(如圖所示),AB面為一斜面,高為h、長為L.BD是一足夠長的水平面,兩面在B點(diǎn)接觸良好且為弧形,現(xiàn)讓質(zhì)量為m的小物塊從A點(diǎn)由靜止開始滑下,到達(dá)B點(diǎn)后順利進(jìn)入水平面,最后滑到C點(diǎn)而停止,并測量出=L,小物塊與兩個(gè)平面的動摩擦因數(shù)相同,由以上數(shù)據(jù)可以求出物體與平面間的動摩擦因數(shù)μ=________.

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B.滑塊受到的摩擦力大小不變
C.滑塊一定不能到達(dá)斜面底端
D.滑塊到達(dá)地面時(shí)的動能與B的大小有關(guān)

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(18分) 如圖所示,一豎直面內(nèi)的軌道由粗糙斜面 AB 和半徑為R的光滑圓軌道 BCD組成,AB 與 BCD 相切于 B 點(diǎn),C 為圓軌道的最低點(diǎn),圓弧BC所對應(yīng)的圓心角θ=60°,F(xiàn)有一質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從軌道 ABC 上離地面某一高度h(大小可變)處由靜止下滑,已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為,重力加速度用g表示,求:

(1)當(dāng)時(shí),物塊滑到C點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力FN;
(2)當(dāng)h為多少時(shí),物塊恰能滑到圓軌道的最高點(diǎn)D;
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