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(18分)如图所示,光滑水平面上静止放置质量M = 2kg,长L = 0.84m的长木板C;离板左端S = 0.12m处静止放置质量mA =1kg的小物块A,A与C间的动摩擦因数μ = 0.4;在板右端静止放置质量mB = 1kg的小物块B,B与C间的摩擦忽略不计.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A、B均可视为质点,g = 10m/s2.现在木板上加一水平向右的力F,问:
(1)当F = 9N时,小物块A的加速度为多大?
(2)若F足够大,则A与B碰撞之前运动的最短时间是多少?
(3)若在A与B发生弹性碰撞时撤去力F,A最终能滑出C,则F的取值范围是多少?

(1)3 m/s2  (2)0.6s (3)

解析试题分析:(1)设M和mA一起向右加速,它们之间静摩擦力为f
由牛顿第二定律得:F=(M+mA)a------------------------------2分
得:----------------------------------------------------------2分
,表明加速度的结果是正确的.(1分)
(2)mA在与mB碰之前运动时间最短,必须加速度最大,则:
--------------------------------------------2分
---------------------------------------------1分
解得:-----------------------------------------1分
(3)在A与B发生碰撞时,A刚好滑至板的左端,则此种情况推力最大,设为F1,
对板C,有:---------------------------------------1分
----------------------------------------------1分
解得:----------------------------------------------1分
若A与C没有发生相对滑动,设推力最小为F2.A与B发生弹性碰撞之前,
对A和C,有:-----------------------1分
A与B发生弹性碰撞,因质量相等,A的速度交换给B,A静止------1分
而后刚好撤去外力,A与C发生相对滑动,A滑至C的左端时A、C刚好共速,有:
---------------------------------------------------------1分
-------------------------------1分
解得:------------------------------------------1分
综合以上分析,推力的范围:--------------------1分
考点:本题考查牛顿运动定律、动能定理

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

(4分).有一个同学用如下方法测定动摩擦因数:用同种材料做成的AB、BD平面(如图所示),AB面为一斜面,高为h、长为L1.BD是一足够长的水平面,两面在B点接触良好且为弧形,现让质量为m的小物块从A点由静止开始滑下,到达B点后顺利进入水平面,最后滑到C点而停止,并测量出=L2,小物块与两个平面的动摩擦因数相同,由以上数据可以求出物体与平面间的动摩擦因数μ=________.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,一对带电平行金属板A、B与竖直方向成30°角放置.B板中心有一小孔正好位于平面直角坐标系 xOy上的O点,y轴沿竖直方向.一比荷为1.0×105C/kg的带正电粒子P从A板中心O′处静止释放后沿做匀加速直线运动,以速度vo=104m/s,方向与x轴正方向夹30°角从O点进入匀强电场,电场仅分布在轴的下方,场强大V/m,方向与x轴正方向成60°角斜向上,粒子的重力不计.试求:

(1)AB两板间的电势差:
(2)粒子P离开电场时的坐标;
(3)若在P进入电场的同时,在电场中适当的位置由静止释放另一与P完全相同的带电粒子Q,可使两粒子在离开电场前相遇.求所有满足条件的释放点的集合(不计两粒子之间的相互作用力).

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(14分)有可视为质点的木块由A点以一定的初速度为4m/s水平向右运动,AB的长度为2m,物体和AB间动摩擦因素为μ1=0.1,BC无限长,物体和BC间动摩擦因素为μ2=, 求:

(1)物体第一次到达B点的速度
(2)通过计算说明最后停在水平面上的位置

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(9分)如图所示,质量为m的小物块以水平速度v0滑上原来静止在光滑水平面上质量为M的小车上,物块与小车间的动摩擦因数为μ,小车足够长。求:

①小物块相对小车静止时的速度;
②从小物块滑上小车到相对小车静止所经历的时间;
③从小物块滑上小车到相对小车静止时,物块相对小车滑行的距离。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

坐标原点O处有一点状的放射源,它向xOy平面内的x轴上方各个方向发射α粒子,α粒子的速度大小都是v0,在0<y<d的区域内分布有指向y轴正方向的匀强电场,场强大小为,其中q与m分别为α粒子的电荷量和质量;在d<y<2d的区域内分布有垂直于xOy平面的匀强磁场.ab为一块很大的平面感光板,放置于y=2d处,如图所示.观察发现此时恰无粒子打到ab板上.(不考虑α粒子的重力)

(1)求α粒子刚进入磁场时的动能;
(2)求磁感应强度B的大小;
(3)将ab板平移到什么位置时所有粒子均能打到板上?并求出此时ab板上被α粒子打中的区域的长度.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)如图所示,质量为m1=0.01Kg的子弹A,垂直纸筒的旋转轴穿过高速旋转的纸筒B且只在B上留下一个弹孔,子弹穿过B后打入质量为m2=0.99Kg的木块C中,并在C里面(A、C可视为质点)。木块C放在长木板D的左端,D的质量m3=3kg,长度为L1=0.375m。长木板刚在光滑的水平桌面上,水平桌面的右端有一很薄的与D等高的固定挡板E,D的右端到E距离L2=0.125m,D碰到即被粘牢,C则离开D飞到桌面下方的水平地面上。已知纸筒直径d=30cm,纸筒匀速旋转的角速度,C与D之间的动摩擦因素,木板D的上表面距离地面高H=5m,子弹穿过纸筒的过程中所受的摩擦力和空气阻力忽略不计,取g=10m/s2。求:
(1)若发生子弹的枪有两个档位,可以发射两种初速度不同的子弹,为了让子弹穿过纸筒的时间尽可能短,子弹两个档位的速度大小分别是多少?
(2)在(1)问中,讨论子弹打入C后,整体能否与D达到共同速度,并求出AC整体能与D达到共速情况下AC整体落到地面上距桌边的距离。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成.偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成,A、B为电势值不等的等势面,其过球心的截面如图所示.一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M板正中间小孔垂直入射,进入偏转电场区域,最后到达偏转器右端的探测板N,其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间.忽略电场的边缘效应.

(1)判断半球面A、B的电势高低,并说明理由;
(2)求等势面C所在处电场强度E的大小;
(3)若半球面A、B和等势面C的电势分别为φA、φB和φC,则到达N板左、右边缘处的电子,经过偏转电场前、后的动能改变量ΔEk左和ΔEk右分别为多少?
(4)比较|ΔEk左|与|ΔEk右|的大小,并说明理由.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图12所示,固定在竖直平面内的光滑轨道,由一段斜直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道半径为R。一质量为m的小物块(可视为质点)从斜直轨道上的A点由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动。A点距轨道最低点的竖直高度为4R。已知重力加速度为g。求:

(1)小物块通过圆形轨道最高点C时速度v的大小;
(2)在最高点C时,轨道对小物块的作用力F的大小。

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