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4.如图所示,一长木板静止在光滑的水平面上,长木板的质量为2m,长为L,在水平地面的右侧有一竖直墙壁,一质量为m可视为质点的滑块从长木板的左端以速度v0滑上长木板,在木板与墙壁相撞前滑块与长木板达到共同速度,长木板与墙壁碰撞后立即静止,滑块继续在长木板上滑行,滑块到达长木板最右端时,速度恰好为零.求:
(1)滑块与长木板间的动摩擦因数;
(2)滑块与长木板间因摩擦产生的热量.

分析 滑块滑上木板后,系统水平方向不受外力,系统动量守恒,根据动量守恒定律得到共同速度;然后对系统根据能量守恒定律列式求解即可.

解答 解:(1)滑块滑上木板后,最终速度相同,系统动量守恒,故:mv0=(2m+m)v,解得:v=$\frac{{v}_{0}}{3}$;
木板与墙壁碰撞后动能减小为零,木块减小的动能一部分转化为系统内能,还有一部分通过碰撞转化为内能,故:
$\frac{1}{2}mv_0^2=μ{mg}L+\frac{1}{2}×(2m){(\frac{v_0}{3})^2}$,
解得:μ=$\frac{7v_0^2}{{18{g}L}}$;
(2)系统因摩擦产生的热量:
Q=$\frac{1}{2}mv_0^2{-}\frac{1}{2}×({2m}){({\frac{v_0}{3}})^2}{=}\frac{7}{18}mv_0^2$
答:(1)滑块与长木板间的动摩擦因数为$\frac{7v_0^2}{{18{g}L}}$;
(2)滑块与长木板间因摩擦产生的热量为$\frac{7}{18}mv_0^2$.

点评 本题关键是明确相同动量守恒,然后根据动量守恒定律和功能关系列式分析,注意系统克服摩擦力产生的如热量为Q=f•△S相对

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

9.在“测定金属丝的电阻率”的实验中,某同学进行了如下测量:
(1)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度.测量3次,求出其平均值L.其中一次测量结果如图甲所示,金属丝的另一端与刻度尺的零刻线对齐,图中读数为24.10 cm.用螺旋测微器测量金属丝的直径,选不同的位置测量3次,求出其平均值d.其中一次测量结果如图乙所示,如图乙中读数为0.398mm.

(2)采用如图丙所示的电路测量金属丝的电阻.电阻的测量值比真实值偏小(填“偏大”或“偏小”).最后由公式ρ=$\frac{πR{d}^{2}}{4L}$计算出金属丝的电阻率(用上述直接测量的物理量表示).

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

10.某同学利用打点计时器和气垫导轨做“探究碰撞中的不变量”的实验;气垫导轨装置如图(a)所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通人压缩空气,压缩空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,如图(b)所示,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.
滑块1右端安有撞针,滑块2左端粘有橡皮泥.

(1)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器越过弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;
④滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;
⑥先接通打点计时器的电源,然后放开纸带,让滑块1带动纸带一起运动,与滑块2相撞并合在一起共同运动;
⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出较理想的纸带如图(c)所示:

⑧测得滑块1(包括撞针)的质量为310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g;试完善实验步骤⑥的内容.
(2)已知打点计时器每隔0.02s打一个点,计算可知,两滑块相互作用前质量与速度的乘积之和为0.620kg•m/s;两滑块相互作用以后质量与速度的乘积之和为0.618kg•m/s(保留三位有效数字).
(3)试说明(2)问中两结果不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

12.在如图甲所示的电路中,理想变压器原副线圈匝数比为5:1,原线圈接入图乙所示的电压,副线圈接火灾报警系统(报警器未画出),图中电压表和电流表均为理想电表,R0为定值电阻,R为热敏电阻,其阻值随温度的升高而减小.下列说法中正确的是(  )
A.电压表的示数为44V
B.图乙中电压的有效值为220V
C.R处出现火灾时电流表示数减小
D.R处出现火灾时电阻R0消耗的电功率增大

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

19.振源S在O点做沿竖直方向的简谐运动,频率为10Hz,t=0时刻向右传播的简谐横波如图所示(向左传播的简谐横波图中未画出).由此可得该波传播的速度大小为20m/s;x=20m处的质点第一次到达波峰的时间t=0.975s

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9.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为3:1,交流电压表和电流表均为理想电表,原线圈接如图乙所示的正弦交流电,图中R1为热敏电阻(电阻随温度升高而减小),R为定值电阻.下列说法正确的是(  )
A.电压表V2的示数为8V
B.电压表V2的示数为8$\sqrt{2}$V
C.R1温度升高时,电流表的示数变大,电压表V2的示数减小
D.R1温度升高时,电流表的示数变小,电压表V1的示数增大

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16.如图所示,正方形abcd区域内(含边界)有垂直于纸面向里的匀强磁场,O点是cd边的中点,一个带正电的粒子(重力忽略不计)若从O点沿纸面以垂直于cd边的速度射入正方形内,经过时间t0刚好从c点射出磁场.现设法使该带电粒子从O点沿纸面以与Od成45°的方向(如图中虚线所示),以各种不同的速率射入正方形内,那么下列说法中正确的是(  )
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(1)滑块被弹射后,在水平轨道上的运动过程中,外力做功情况:只有摩擦力做负功.
(2)如果要求出滑块滑离开桌面的末动能,除了需要测量滑块平抛的射程x以外,还需要测量的物理量有滑块质量m,桌面到地面的高h(要求明确写出物理量的名称和对应的符号).末动能Ek=$\frac{mg{x}^{2}}{4h}$(只用字母表示).
(3)为了探究“动能定理”需要将滑块C从水平轨道上不同处多次弹射出去,除了多次测量滑块平抛的射程x以外,只需要再多次测量另一个相应的物理量滑块在水平桌面上的位移x0(要求写出物理量的名称和对应的符号),并作出相应的x0-x2关系图线(只用字母表示),即可验证动能定理.

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