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精英家教网如图所示,在光滑水平面上质量为M的小车正以速度υ0向右运动,现有一质量为m的物块以速度υ0从右端冲上小车,为了使小车保持匀速运动,对小车施加一个水平力.当两者速度相等时,撤去水平力.设小车足够长,不计空气阻力,求水平力对小车做的功.
分析:木块放上小车后受到向右的滑动摩擦力作用先做匀减速运动,后反方向匀加速运动,整个过程是匀变速运动,根据动量定理求解变速时间;该段时间内小车做匀速运动,根据功的定义求解拉力做的功即可.
解答:解:木块放上小车后受到向右的滑动摩擦力作用先做匀减速运动,后反方向匀加速运动,整个过程是匀变速运动,以向右为正,根据动量定理,得:
ft=mv0-(-mv0
对小车受力分析,拉力F与滑动摩擦力平衡,有:F=f
时间t内小车的位移为:S=v0t
故拉力做的功为:WF=FS=fs
联立以上四式可解得:WF=2mv02
答:水平力对小车做的功为2mv02
点评:本题关键明确滑块和小车的运动规律,然后根据动量定理、平衡条件、位移关系列式后联立求解.
练习册系列答案
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(2008?黄冈模拟)如图所示,在光滑水平面上直线MN右侧有垂直于水平面的匀强磁场,一个电阻为R的矩形线框abcd受到水平向左的恒定拉力作用,以一定的初速度向右进入磁场,经过一段时间后又向左离开磁场.在整个运动过程中ab边始终平行于MN.则线框向右运动进入磁场和向左运动离开磁场这两个过程中(  )

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(1)A运动的速度vA=?
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如图所示,在光滑水平面上放着长为L,质量为M的长木板,在长木板左端放一质量为m的物块(可视为质点),开始时物体和长木板均处于静止状态,物块和长木板间是粗糙的.今对物块m施一水平向右的恒力F.下列判断正确的是(  )

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(1)木半B碰墙前,摩擦力对金属块A做的功
(2)A在B上滑动过程中产生的热量
(3)A在B上滑动,A相对B滑动的路程L.

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(1)2s内木板A的位移与2s末木板A的速度;
(2)要使B在A上运动的对地加速度是A对地加速度的2倍则加在物块上水平向右的拉力应为多大?

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