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    精英家教网如图所示，质量为M=4kg的木板静置于足够大的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ=0.04，板上最左端停放着质量为m=1kg．可视为质点的电动小车，车与木板上的挡板相距L=5m．现通电使小车由静止开始从木板左端向右做匀加速运动，经时间t=2s，车与挡板相碰，碰撞时间极短且碰后自动切断小车的电源，车与挡板粘合在一起，取g=10m/s2
    （1）试判断小车与挡板碰撞前木板的运动状态；
    （2）木板在水平地面上滑动的位移S的大小．
    分析：（1）先假定木板静止不动，求解出木板与地面间的摩擦力，与最大静摩擦力比较后得到结论；
    （2）根据牛顿第二定律求出车和木板的加速度，运用运动学公式和系统动量守恒列出等式，再由动能定理求解碰后木板在水平地上滑动的距离．
    解答：解：（1）假设木板不动，电动车在板上运动的加速度为a0，由L=
    1
    2
    a0t2    ，得a0=
    2L
    t2
    =2.5m/s2
    此时木板使车向右运动的摩擦力：F0=ma0=2.5N
    木板受车向左的反作用力：F0'=F0=2.5N
    木板受地面向右最大静摩擦力：f=μ（M+m）g=2.0N
    即有：F0'＞f所以木板不可能静止，将向左运动．
    （2）设碰前电动车速度为v1，木板速度为v2，碰后其共同速度为v，车与板间的相互作用力大小为F，碰前、后木板的位移大小分别为S1和S2，则由动量定理：
    对电动车：Ft=mv1
    对木板：[F-μ（M+m）g]t=Mv2
    又两者的位移的关系：
    v1
    2
    t+
    v2
    2
    t=L
    由上三式联立并代入数据可得：v1=4.8m/s，v2=0.2m/s
    碰板前，车向左运动的位移在小为：S1=
    v2
    2
    t=0.2m
    两者相碰过程动量守恒，设向右为正方向，有：mv1-Mv2=（M+m）v
    对碰后向右滑行S2的过程，由动能定理得：-μ(M+m)gS2=0-
    1
    2
    (M+m)v2
    由上各式联立并代入数据，解得：S2=0.8m
    木板在水平地面上滑动的位移为：S=S2-S1=0.6m
    答：（1）小车与挡板碰撞前木板向左做匀加速直线运动；
    （2）木板在水平地面上滑动的位移S的大小为0.6m．
    点评：熟悉系统动量守恒条件，能根据运动特征求出初速度为0的匀加速直线运动的速度与时间以及位移的关系，是解决问题的关键．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，质量为m的球，被长为L的细绳吊起处于静止状态．现对小球施加水平向右的恒力F，小球开始向右运动，当细绳与竖直方向的夹角为60°，小球速度恰好为0（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （选修3-5）
    （1）核能是一种高效的能源．
    ①在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳，压力壳和安全壳（见图甲）．结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是
    混凝土
    混凝土
    ．

    ②图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图2分析工作人员受到了
    β
    β
    射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了
    γ
    γ
    射线的辐射．
    （2）下列说法正确的是
    A．卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构
    B．受普朗克量子论的启发，爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说
    C．核反应方程
     
    238
    92
    U→
     
    234
    90
    Th+
     
    4
    2
    He属于裂变
    D．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
    E．根据爱因斯坦质能方程，物体具有的能量和它的质量之间存在着正比关系
    F．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
    G．中子与质子结合成氘核的过程中需要吸收能量
    H．升高放射性物质的温度，可缩短其半衰期
    I．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论可知氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大
    J．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应
    （3）如图所示，质量为M=2kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为MA=2kg的物体A（可视为质点）．一个质量为m=20g的子弹以500m/s的水平速度迅即射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A静止在车上．若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5．（g取10m/s2）
    ①平板车最后的速度是多大？
    ②全过程损失的机械能为多少？
    ③A在平板车上滑行的距离为多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2010?黑龙江模拟）（按题目要求作答，写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不得分）
    如图所示，质量为m=1kg的物体以v0=3.4m/s的初速度在动摩擦因数μ=0.2的水平桌面上滑行L=0.64m离开桌子边缘落到水平地面上，已知桌面到地面的高度h=0.80m．（不计空气阻力g取10m/s2）
    求：（1）物体离开桌面边缘时的速度大小．
    （2）物体落地点与桌子边缘的水平距离．
    （3）物体落地时的速度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2005?青浦区模拟）如图所示，质量为m的带电金属小球，用绝缘细线与质量为M（M=2m）的不带电木球相连，两球恰能在竖直向上的足够大且场强为E的匀强电场中，以速度v匀速竖直向上运动，当木球升至a点时，细线突然断裂，木球升至b点时速度为零．则木球速度为零时，金属球的速度大小为
    3v
    3v
    ，a、b之间的电势差为
    Ev2
    2g
    Ev2
    2g
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2003?徐州一模）如图所示，质量为M的木板可以沿倾角为α的固定斜面无摩擦地滑下，欲使木板静止在斜面上，木板上质量为m的人应以多大的加速度向下奔跑？

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