【題目】如圖所示,長木板A右邊固定著一個擋板,包括擋板在內(nèi)的總質(zhì)量為1.5M,靜止在光滑的水平地面上.小木塊B質(zhì)量為M,從A的左端開始以初速度v在A上滑動,滑到右端與擋板發(fā)生碰撞,已知碰撞過程時間極短,碰后木塊B恰好滑到A的左端就停止滑動.已知B與A間的動摩擦因數(shù)為μ,B在A板上單程滑行長度為l.求:

(1)若μ=3v/160g,在B與擋板碰撞后的運(yùn)動過程中,摩擦力對木板A做正功還是負(fù)功?做多少功?
(2)討論A和B在整個運(yùn)動過程中,是否有可能在某一段時間里運(yùn)動方向是向左的.如果不可能,說明理由;如果可能,求出發(fā)生這種情況的條件.

【答案】(1)0.068Mv2(2)2v2/15g<μ≤3v2/20g

【解析】(1)B與A碰撞后,B相對于A向左運(yùn)動,A所受摩擦力方向向左,A的運(yùn)動方向向右,故摩擦力作負(fù)功.設(shè)B與A碰撞后的瞬間A的速度為v,B的速度為v,A、B相對靜止后的共同速度為v,整個過程中A、B組成的系統(tǒng)動量守恒,有

Mv=(M+1.5M)v

解得:v=2v/5.

碰撞后直至相對靜止的過程中,系統(tǒng)動量守恒,機(jī)械能的減少量等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功,即Mv+1.5Mv=2.5Mv①

×1.5Mv2Mv2×2.5Mv2=Mμg,②

可解出v(另一解v因小于v而舍去)

這段過程中,A克服摩擦力做功

W=×1.5Mv2×1.5Mv2Mv2(0.068Mv2).

(2)A在運(yùn)動過程中不可能向左運(yùn)動,因為在B未與A碰撞之前,A受到的摩擦力方向向右,做加速運(yùn)動,碰撞之后A受到的摩擦力方向向左,做減速運(yùn)動,直到最后,速度仍向右,因此不可能向左運(yùn)動.

B在碰撞之后,有可能向左運(yùn)動,即v<0.先計算當(dāng)v=0時滿足的條件,由①式,得

=(2v/3)-(2v/3),

當(dāng)v=0時,v=2v/3,代入②式,

得(×1.5M×)-(×2.5M×)=Mμgl

解得μg=

B在某段時間內(nèi)向左運(yùn)動的條件之一是μ

另一方面,整個過程中損失的機(jī)械能一定大于或等于系統(tǒng)克服摩擦力做的功,即

Mv22.5M(2≥2Mμg,

解出另一個條件是

最后得出B在某段時間內(nèi)向左運(yùn)動的條件是

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】驗證機(jī)械能守恒定律的實驗中:

(1)供實驗選擇的重物有以下四個,應(yīng)選擇_____

A.質(zhì)量為10g的砝碼 B.質(zhì)量為200g的木球

C.質(zhì)量為50g的塑料球 D.質(zhì)量為200g的鐵球

(2)下列敘述正確的是_______

A.實驗中應(yīng)用秒表測出重物下落的時間

B.可用自由落體運(yùn)動的規(guī)律計算重物的瞬時速度

C.因為是通過比較mgh是否相等來驗證機(jī)械能是否守恒,故不需要測量重物的質(zhì)量

D.釋放重物前應(yīng)手提紙帶的上端,使紙帶豎直通過限位孔

(3)質(zhì)量m1kg的物體自由下落,得到如圖所示的紙帶,相鄰計數(shù)點間的時間間隔為004s,那么從打點計時器打下起點O到打下B點的過程中, 物體重力勢能的減少量Ep________J,此過程中物體動能的增加量Ek________J(g98m/s2,保留三位有效數(shù)字)

(4)根據(jù)紙帶數(shù)據(jù),可得到結(jié)論:____________________________________________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,楔形物塊a固定在水平地面上,在其斜面上靜止著小物塊b.現(xiàn)用大小一定的力F分別沿不同方向作用在小物塊b上,小物塊b仍保持靜止,如下圖所示.則ab之間的靜摩擦力一定增大的是( )

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在云南省某些地方到現(xiàn)在還要依靠滑鐵索過江(如圖1),若把這滑鐵索過江簡化成圖2的模型,鐵索的兩個固定點A、B在同一水平面內(nèi),AB間的距離為L=80m,繩索的最低點離AB間的垂直距離為h=8m,若把繩索看做是圓弧,已知一質(zhì)量m=52kg的人借助滑輪(滑輪質(zhì)量不計)滑到最低點的速度為10m/s,(取g=10m/s2)那么 (  )

A. 人在整個繩索上運(yùn)動可看成是勻速圓周運(yùn)動

B. 可求得繩索的圓弧半徑為104m

C. 人在滑到最低點時對繩索的壓力為570N

D. 在滑到最低點時人處于失重狀態(tài)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列幾組物理量中,全部為矢量的一組是( 。

A. 時間、位移、速度

B. 速度、速度變化量、加速度

C. 路程、時間、質(zhì)量

D. 速度、平均速率、加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于時刻和時間,下列說法正確的是( )

A. 時刻表示時間極短,時間表示時間長

B. 時刻對應(yīng)位置,時間對應(yīng)位移

C. 作息時間表上的數(shù)字表示時刻

D. 1min只能分成60個時刻

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某航空公司的一架客機(jī),在正常航線上作水平飛行時,由于突然受到強(qiáng)大垂直氣流的作用,使飛機(jī)在10s內(nèi)高度下降1700m造成眾多乘客和機(jī)組人員的傷害事故,如果只研究飛機(jī)在豎直方向上的運(yùn)動,且假定這一運(yùn)動是勻變速直線運(yùn)動.試計算:

(1)飛機(jī)在豎直方向上產(chǎn)生的加速度多大?方向怎樣?

2)乘客所系安全帶必須提供相當(dāng)于乘客體重多少倍的豎直拉力,才能使乘客不脫離座椅?(g取10m/s

(3)未系安全帶的乘客,相對于機(jī)艙將向什么方向運(yùn)動?最可能受到傷害的是人體的什么部位?

(注:飛機(jī)上乘客所系的安全帶是固定連結(jié)在飛機(jī)座椅和乘客腰部的較寬的帶子,它使乘客與飛機(jī)座椅連為一體)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲乙兩物體由同一位置沿直線運(yùn)動,其V—t圖象如圖所示,下列說法正確的是

A. 兩物體都做加速運(yùn)動;

B. 兩物體兩次速度相等時刻分別在1秒末和4秒末;

C. 乙物體在前2秒內(nèi)和2秒后的加速度大小為2m/S2;

D. 2秒后甲乙兩物體速度方向相反。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直放置的彈簧,小球從彈簧正上方某一高處落下,從球接觸彈簧到彈簧被壓縮到最大的過程中,關(guān)于小球運(yùn)動情況,下列說法正確的是 ( )

A. 加速度的大小先減小后增大

B. 加速度的大小先增大后減小

C. 速度大小不斷增大

D. 速度大小不斷減小

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