[题目]如图所示.光滑水平面上有一小车B.右端固定一沙箱.沙箱上连接一水平的轻质弹簧.小车与沙箱的总质量为M=2kg.车上在沙箱左侧距离S=1m的位置上放有一质量为m=1kg小物块A.物块A与小车的动摩擦因数为=0.1.仅在沙面上空间存在水平向右的匀强电场.场强E=2.3×103V/m.当物块A随小车以速度向右做匀速直线运动时.距沙面H=5m高处有一质量为的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示，光滑水平面上有一小车B，右端固定一沙箱，沙箱上连接一水平的轻质弹簧，小车与沙箱的总质量为M=2kg。车上在沙箱左侧距离S=1m的位置上放有一质量为m=1kg小物块A，物块A与小车的动摩擦因数为=0.1。仅在沙面上空间存在水平向右的匀强电场，场强E=2.3×103V/m。当物块A随小车以速度向右做匀速直线运动时，距沙面H=5m高处有一质量为的带正电的小球C，以的初速度水平向左抛出，最终落入沙箱中。已知小球与沙箱的相互作用时间极短，且忽略弹簧最短时的长度，并取g=10m/s2。求：

（1）小球落入沙箱前的速度和开始下落时与小车右端的水平距离；

（2）小车在前进过程中，弹簧具有的最大值弹性势能；

（3）设小车左端与沙箱左侧的距离为L。请讨论分析物块A相对小车向左运动的整个过程中，其与小车摩擦产生的热量Q与L的关系式。

【答案】(1)10m/s,方向竖直向下，15m （2）9J （3）①若时， ②若时，。

【解析】

小球C在电场中运动过程，受到重力和电场力作用，两个力均为恒力，可采用运动的分解法研究：竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀减速运动，根据牛顿第二定律和位移公式结合求解；小球落入沙箱的过程，系统水平动量守恒，由动量守恒定律求出小球落入沙箱后的共同速度．之后，由于车速减小，物块相对车向右运动，并压缩弹簧，当A与小车速度相同时弹簧的弹性势能最大．根据动量守恒定律和能量守恒定律结合求解；由功能关系求热量Q与L的关系式．要分物块是否从小车上滑下两种情况研究。

（1）小球C下落到沙箱的时间为，则竖直方向上：

代入数据解得：t=1s

小球在水平方向左匀减速运动：

根据速度公式有：

代入数据解得：，

所以小球落入沙箱瞬间的速度：，方向竖直向下

小球开始下落时与小车右端的水平距离：

设向右为正，在小球落快速落入沙箱过程中，小车（不含物块A）和小球的系统在水平方向动量守恒，设小球球入沙箱瞬间，车与球的共同速度为，则有：

可得：

由于小车速度减小，随后物块A相对小车向右运动并将弹簧压缩，在此过程中，A与小车（含小球）系统动量守恒，当弹簧压缩至最短时，整个系统有一共同速度，则有：

解得：

根据能的转化和守恒定律，弹簧的最大势能为：

代入数据解得：

随后弹簧向左弹开物块A，假设A运动至车的左端时恰好与车相对静止。此过程中系统动量仍然守恒，所以系统具有的速度仍为：

根据功能关系有：

解得小车左端与沙箱左侧的距离为：

分情况讨论如下：

①若时，物块A停在距离沙箱左侧处与小车一起运动，因此摩擦产生的热量为：

②若时，物块A最终会从小车的左端滑下，因此摩擦产生热量为：

练习册系列答案

花山小状元课时练初中生100全优卷系列答案

一课一练文心出版社系列答案

海豚图书中考必备系列答案

授之以渔全国各省市中考试题精选系列答案

天利38套5加15年真题加1年模拟试题系列答案

宇轩图书中考真题加名校模拟详解详析系列答案

年级	高中课程	年级	初中课程
高一	高一免费课程推荐！	初一	初一免费课程推荐！
高二	高二免费课程推荐！	初二	初二免费课程推荐！
高三	高三免费课程推荐！	初三	初三免费课程推荐！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】下列说法正确的是（）

A.检验工件平整度的操作中，如图1所示，上面为标准件，下面为待检测工件，通过干涉条纹可推断：P为凹处，Q为凸处

B.图2为光线通过小圆板得到的衔射图样

C.铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次衰变和6次衰变

D.按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时。电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】下列说法中正确的有________（选对1个得2分，选对2个得4分，选对3个得5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）

A．在完全失重的情况下，密封容器内的气体对器壁的顶部没有作用力

B．一定量的理想气体，在压强不变时，分子每秒对单位面积器壁的平均碰撞次数随着温度降低而增加

C．某气体的摩尔质量为M，密度为ρ，阿伏伽德罗常数为NA，则该气体的分子体积为V0＝

D．温度高的物体内能不一定大，但分子平均动能一定大

E．当分子间作用力表现为斥力时，分子势能随分子间距离的减小而增大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】某实验小组利用如图所示装置验证动量守恒定律。图中水平气垫导轨上装有光电门C和D，滑块A、B静止放在导轨上，位置如图所示，A的右侧装有橡皮泥，B的左侧装有撞针，如果A与B相撞，两滑块会“粘”在一起。A滑块上方固定有遮光片，测出其宽度为d，光电门C、D分别连接着光电计时器（图中未画出），可以记录遮光片通过光电门的时间。

(1)该实验方案中，下列说法正确的有______。

A．要调节气垫导轨，确保导轨水平

B．A的初始位置应尽可能靠近B

C．遮光片的宽度适当窄一些有利于减小误差

D．A的质量一定要大于B的质量

(2)测出A（含橡皮泥）的质量、B（含撞针）的质量，给A一个向右的初速度，光电计时器记录了A的遮光片通过光电门C的时间为t1，通过D的时间为t2，若满足关系式_____（用题中所给物理量符号表示），则说明碰撞中A、B系统动量守恒。

(3)若不测量遮光片的宽度，此方案________（填“能”或“不能”）验证两滑块A、B在碰撞过程中动量是否守恒。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，竖直放置的两平行金属板，长为 L，板间距离为 d，接在电压为 U 的直流电源上。在两板间加一磁感应强度为 B，方向垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为 m，电荷量为 q 的带正电油滴，从距金属板上端高为 h 处由静止开始自由下落，并经两板上端连线中点 P 进入板间。油滴在 P 点所受的电场力与磁场力大小恰好相等，且最后恰好从金属板的下边缘离开电磁场区域。空气阻力不计，重力加速度为 g，则下列说法正确的是（）

A.油滴刚进入电磁场时的加速度为 g

B.油滴开始下落的高度

C.油滴从左侧金属板的下边缘离开

D.油滴离开电磁场时的速度大小为

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，固定斜面AB与水平面之间由一小段光滑圆弧连接，倾角为α，斜面的高度OB=h．细线一端固定在竖直挡板上，另一端连接一质量为m的小物块，在小物块和挡板之间压缩一轻质弹簧（小物块与弹簧不连接）。烧断细线，小物块被弹出，滑上斜面AB后，恰好能运动到斜面的最高点。已知AC=l，小物块与水平面、斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，则（　　）