练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    14．如图所示，质量M=2kg，长L=4m的木板，放在光滑的地面上，右端恰与半径R=0.8m的$\frac{1}{4}$光滑圆弧轨道AB的下端B平滑对接．木板被其左边的销钉锁定，不能向左滑动．现有一质量m=0.5kg的滑块，由轨道顶端无初速释放，滑到B端后冲上木板，刚好没有掉下去．现在拔去销钉，木板能在水平面上自由滑动，滑块仍从轨道顶端无初速释放．当木板运行了2s时，木板被地面装置再次锁定．（g=10m/s2） 试求：
    （1）滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小；
    （2）滑块与木板上表面间的动摩擦因数μ；
    （3）木板被再次锁定时，木板右端距轨道B端的距离；
    （4）从木板开始运动到再次被锁定的过程中，滑块与木板间由于摩擦而产生的内能大小．

    分析 （1）根据动能定理求出滑块到达B点的速度，根据牛顿第二定律求出轨道对它支持力的大小．
    （2）滑块刚好没有掉下去，此时的速度为0，根据牛顿第二定律求出小车和滑块的加速度，然后又运动学的公式即可求出动摩擦因数．（也可以使用动能定理）；
    （3）根据速度时间公式求出达到共同速度的时间，结合位移公式求出车被锁定时，车右端距轨道B端的距离．
    （4）根据相对滑动的距离，结合Q=f△x求出摩擦而产生的内能大小．

    解答 解：（1）设滑块到达B端时的速度为v，由动能定理得：$mgR=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，
    由牛顿第二定律得：${F}_{N}-mg=m\frac{{v}^{2}}{R}$，
    代入数据，联立两式解得：v=$\sqrt{2gR}=\sqrt{2×10×0.8}=4$m/s；FN=3mg=15N．
    （2）当滑块滑上小车后，由牛顿第二定律对滑块有-μmg=ma1；
    滑到木板的另一端时：$2{a}_{1}L=0-{v}^{2}$
    所以：a1=2m/s2 μ=0.2
    （3）对小车有：-μmg=Ma2，
    设经过时间t两者达到共同速度，则有：v+a1t=a2t，
    代入数据解得：a2=0.5m/s2；t=1.6s，
    由于1.6s＜t1=2s，此时小车还未被锁定，两者的共同速度：v1=a2t，
    代入数据解得v1=0.8m/s．
    滑块与车的速度相等时小车的位移：x2=a2t=0.5×1.6=0.8m
    车右端距轨道B的距离x=x2+v1（t1-t），代入数据解得x=1.12m．
    （4）滑块与车的速度相等时，滑块的位移：${x}_{1}=vt+\frac{1}{2}{a}_{1}{t}^{2}$=4×1.6-$\frac{1}{2}×2×1．{6}^{2}$=1.44m
    滑块相对于小车的位移：△x=x1-x2=1.44-0.8=0.64m，
    所以产生的内能：E内=μmg•△x=0.5×10×0.64J=3.2J．
    答：（1）滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小是15N；
    （2）滑块与木板上表面间的动摩擦因数μ是0.2；
    （3）木板被再次锁定时，木板右端距轨道B端的距离是1.12m；
    （4）从木板开始运动到再次被锁定的过程中，滑块与木板间由于摩擦而产生的内能大小是3.2J．

    点评 本题考查了动能定理、牛顿第二定律、运动学公式和能量守恒的综合，综合性较强，对学生的能力要求较高，关键理清滑块和小车的运动规律，选择合适的规律进行求解．

    练习册系列答案
    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！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    4．如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线，将带电荷量为q=-1.0×10-6C的点电荷由A点沿水平线移至B点，克服静电力做了2×10-6J的功，已知A、B间的距离为2cm．求：
    （1）若A点的电势为φA=1V，试求B点的电势φB
    （2）试求该匀强电场的大小E并判断其方向．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．如图，汽车以速度V通过一半圆形拱桥的顶点时，关于汽车受力的说法正确的是（　　）
    A．汽车受重力、支持力、向心力
    B．汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力、向心力
    C．重力提供汽车的向心力
    D．汽车的重力和支持力的合力提供向心力

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    2．下列说法正确的是（　　）
    A．曲线运动可能是匀速运动
    B．加速度大小及速度大小都不变的运动一定不是曲线运动
    C．在恒力作用下，物体不可能作曲线运动
    D．在变力作用下，物体可能做直线运动，也可能做曲线运动

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    9．如图，滑块A和B叠放在固定的斜面体上，从静止开始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑．已知B与斜面体间光滑接触，则在AB下滑的过程中，下列说法正确的是（　　）
    A．B对A的支持力不做功B．B对A的摩擦力做负功
    C．B对A的合力不做功D．B对A的合力做正功

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    19．关于饱和汽及饱和汽压的正确结论是（　　）
    A．密闭容器中某种蒸汽开始时若是饱和的，保持温度不变，增大容器的体积，蒸汽的压强一定会减小
    B．对于同一种液体，饱和汽压随温度升高而增大
    C．温度不变时，饱和汽压随饱和汽体积的增大而增大
    D．相同温度下，各种液体的饱和汽压都相同

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    6．（1）激光具有相干性好，平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛．下面关于激光的叙述正确的是D
    （A）激光是纵波
    （B）频率相同的激光在不同介质中的波长相同
    （C）两束频率不同的激光能产生干涉现象
    （D）利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离
    （2）如图所示，在杨氏双缝干涉实验中，激光的波长为5.30×10-7m，屏上P点距双缝s1和s2的路程差为7.95×10-7m．则在这里出现的应是暗条纹（选填“明条纹”或“暗条纹”）．现改用波长为6.30×10-7m的激光进行上述实验，保持其他条件不变，则屏上的条纹间距将变宽 （选填“变宽”、“变窄”、或“不变”．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    3．如图所示，质量m1=3kg的小车静止在光滑的水平面上，车长L=1.44m，现有质量m2=2kg可视为质点的物块，以水平向右的速度v0=2m/s从左端滑上小车，最后在车面上某处与小车保持相对静止．物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s2，求
    （1）物块在车面上滑行的时间t；
    （2）要使物块不从小车右端滑出，物块滑上小车左端的速度v0′不超过多少．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    4．如图所示，一定质量理想气体经历ab．bc．cd．da四个过程，正确的是（　　）
    A．ab过程中气体压强减小B．bc过程中气体压强减小
    C．cd过程中气体压强增大D．da过程中气体压强增大

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案