分析 本題中開始小木塊受到向后的摩擦力,做勻減速運動,長木板受到向前的摩擦力做勻加速運動;當長木板反彈后,小木塊繼續(xù)勻減速前進,長木板勻減速向左運動,一直回到原來位置才靜止;之后長木板再次向右加速運動,小木塊還是勻減速運動;長木板運動具有重復性,由于木板長度可保證物塊在運動過程中不與墻接觸,故直到兩者速度相同,一起與墻壁碰撞后反彈;之后長木板向左減速,小木塊向右減速,兩者速度一起減為零.
解答 解:(1)物塊滑上木板后,在摩擦力作用下,木板從靜止開始做勻加速運動.設木板加速度大小為a,經(jīng)歷時間T后與墻第一次碰撞,碰撞時的速度大小為v1,則:
μmg=ma,
L=$\frac{1}{2}a{T^2}$,
v1=aT,
聯(lián)立解得:T=0.4s,v1=0.4m/s
(2)在物塊與木板兩者達到共同速度前,在每兩次碰撞之間,木板受到物塊對它的摩擦力作用而做加速度恒定的勻減直線運動,因而木板與墻相碰后將返回至初位置且速度減為零,所用時間也為T.物塊與木板的質(zhì)量相等,加速度大小相等.設在物塊與木板兩者達到共同速度v前木板共經(jīng)歷n次碰撞,則有:
v=v0-(2nT+△t)a=a△t,
式中△t是碰撞n次后木板從初始位置至達到共同速度時所需要的時間,得:2v=v0-2nTa,
由于木板的速率只能位于0到v1之間,故有:0≤v0-2nTa≤2v1
求解上式得:1.5≤n≤2.5,
由于n是整數(shù),故n=2,v=0.2m/s,△t=0.2s,
從開始到物塊與木板達到共同速度所用的時間為:t=4T+△t=1.8s,
即從物塊滑上木板到兩者達到共同速度時,木板與墻共發(fā)生兩次碰撞,所用的時間為1.8s.
(3)物塊與木板達到共同速度時,木板與墻之間的距離為:$s=L-\frac{1}{2}a{(△t)^2}$,
代入數(shù)據(jù)解得:s=0.06m,即達到共同速度時木板右端與墻之間的距離為0.06m.
答:(1)木板第一次與墻碰撞時的速度為0.4m/s;
(2)從小物塊滑上木板到二者達到共同速度時,木板與墻碰撞的總次數(shù)為2次,所用的時間為1.8s;
(3)達到共同速度時木板右端與墻之間的距離為0.06m.
點評 本題關鍵要分清出長木板的運動為往復運動,具有重復性,而小木塊的運動是勻減速直線運動,然后根據(jù)運動學公式列式求解.
科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 經(jīng)過a點時,人的速度最大 | B. | 經(jīng)過b點時,人的速度最大 | ||
C. | 從a點到b點,人的加速度在增大 | D. | 從b點到c點,人的加速度在增大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 根據(jù)庫侖定律公式F=$\frac{k{q}_{1}{q}_{2}}{{r}^{2}}$可知,兩個電荷的距離趨于零時,庫侖力為無窮大 | |
B. | 根據(jù)電荷守恒定律可知,一個與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和不變 | |
C. | 由U=Ed可知,勻強電場中任意兩點間的電勢差與這兩點間的距離成正比 | |
D. | 根據(jù)C=$\frac{Q}{U}$可知,電容器的電容與其電荷量成正比,與兩極板的電勢差成反比 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小滑塊A的質(zhì)量為4kg | |
B. | 木板B的質(zhì)量為5kg | |
C. | 當F=40N時,木板B的加速度為3m/s2 | |
D. | 小滑塊A與木板B間的最大靜摩檫力為12N |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
代表符號 | L0 | Lx | L1 | L2 | L3 | L4 | L5 | L6 |
數(shù)值(cm) | 25.35 | 27.35 | 29.35 | 31.30 | 33.4 | 35.35 | 37.40 | 39.30 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 物塊A相對于小車向右滑動 | B. | 物塊A受到的摩擦力大小變?yōu)?N | ||
C. | 物塊A受到的摩擦力方向不變 | D. | 物塊A受到彈簧的拉力將增大 |
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