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光滑水平地面上停放着一辆质量的平板车,质量可视为质点的小滑块静放在车左端,滑块与平板车之间的动摩擦因数,如下图所示,一水平向右的推力作用在滑块M上,使M、m一起向右加速(相对静止),时撤去F,平板车继续向右运动一段时间后与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短且碰后车以原速率反弹,滑块与平板车之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,平板车足够长,以至滑块不会从平板车右端滑落(g取),问:

(1)平板车第一次与墙壁碰撞后能向左运动的最大距离s多大?此时滑块的速度多大?

(2)平板车第二次与墙壁碰撞前的瞬间速度多大?

(3)为使滑块不会从平板车右端滑落,平板车l至少要有多长?

解:(1)设第一次碰墙前M、m的共同速度为,由动量定理得,(2分)

则有(2分)(其它列式正确的同样给分)

第一次碰墙后到第二次碰前车和滑块组成的系统动量守恒

车向左运动速度减为0时,由于,滑块仍在向右运动,设此时滑块的速度为,车离墙的距离为s

(2分)

(2分)

以车为研究对象,根据动能定理(2分)

(2分)

(2)第一次碰撞后车运动到速度为零时,滑块仍有向右的速度,滑动摩擦力使车以相同的加速度重新向右加速,如果车的加速过程持续到与墙第二次相碰,则加速过程位移也为s,可算出第二次碰前瞬间的速度大小也为2m/s,系统的总动量将大于第一次碰墙后的动量,这显然是不可能的,可见在第二次碰撞前车已停止加速,即第二次碰墙前一些时间车和滑块已相对静止。

设车与墙第二次碰撞前瞬间速度为,则(2分)

(2分)

(3)车每次与墙碰撞后一段时间内,滑块都会相对车有一段向右的滑动,由于两者相互摩擦,系统的部分机械能转化为内能,车与墙多次碰撞后,最后全部机械能都转化为内能,车停在墙边,滑块相对车的总位移设为l,则有(2分)

代入数据解得(2分)

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车,一根轻绳跨过乙车的定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦),绳的一端与甲车相连,另一端被甲车上的人拉在手中,已知每辆车和人的质量均为30kg,两车间的距离足够远.现在人用力拉绳,两车开始相向运动,人与甲车保持相对静止,当乙车的速度为0.5m/s时,停止拉绳.求:
①人在拉绳过程做了多少功?
②若人停止拉绳后,至少以多大速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网光滑水平地面上停放着一辆质量m=2kg的平板车,质量M=4kg可视为质点的小滑块静放在车左端,滑块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.3,如图所示.一水平向右的推力F=24N作用在滑块M上0.5s撤去,平板车继续向右运动一段时间后与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短且车以原速率反弹,滑块与平板之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,平板车足够长,以至滑块从平板车右端滑落,g取10m/s2.求:
(1)平板车第一次与墙壁碰撞后能向左运动的最大距离s多大?此时滑块的速度多大?
(2)平板车第二次与墙壁碰撞前的瞬间速度 v2多大?
(3)为使滑块不会从平板车右端滑落,平板车l至少要有多长?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网[物理--选修3-5]
(1)以下关于核反应的叙述中正确的是
 
(填入正确选项前的字母)
A.重核裂变的产能效率比轻核聚变的产能效率更高
B.核子(中子、质子)结合成原子核一定有质量亏损,释放出能量
C.β衰变释放出的高速粒子,是来自于绕原子核运转的外层电子
D.有16个放射性元素的原子核,当其中有8个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期
(2)光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车,一根轻绳跨过乙车的定滑轮(不计定滑轮的质量和摩擦),绳的一端与甲车相连,另一端被甲车上的人拉在手中,已知每辆车和人的质量均为30kg,两车间的距离足够远.现在人用力拉绳,两车开始相向运动,人与甲车保持相对静止,当乙车的速度为0.5m/s时,停止拉绳.求:
(1)人在拉绳过程做了多少功?
(2)若人停止拉绳后,至少以多大速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞?

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,光滑水平地面上停放着一辆质量为M的小车,小车的左侧靠在竖直墙壁上,半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB的最低点B与水平轨道BD平滑相接,车的右端固定有一个轻质弹簧,水平轨道BC段粗糙,CD段光滑.现有一可视为质点的质量为m物块从A点正上方h=R处无初速度下落,恰好落入小车沿圆轨道滑动,然后沿水平轨道滑行,与弹簧相接触并压缩弹簧,最后又返回到B相对于车静止.已知M=3m,物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失.求
(1)物块下落后由A滑至B处时,对轨道的压力大小;
(2)水平轨道BC段的长度;
(3)压缩弹簧过程中,弹簧所具有的最大弹性势能.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2008?蓟县二模)光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车,一根轻绳跨过乙车的定滑轮,绳的一端与甲车相连,另一端被甲车上的人拉在手中,已知每辆车和人的质量均为30kg,两车间的距离为4m,现在人用力拉绳,两车开始相向运动,人与甲车保持相对静止,当两车间的距离为1m时乙车的速度为0.5m/s,并停止拉绳.求:
(1)停止拉绳时甲车运动的位移多大?
(2)人拉绳过程做了多少功?
(3)若人停止拉绳后立即以相对地面0.35m/s的速度从甲车跳到乙车,则两车是否会发生碰撞?

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