分析 (1)物块与障碍物碰后物块和小车系统动量守恒,根据动量守恒定律求出物块与障碍物第一次碰撞后,物块与平板车所能获得的共同速率.
(2)物块多次与障碍物碰撞后,最终与平板车同时停止.根据能量守恒定律求出平板车的最小长度.
(3)根据动量守恒定律求出第三次碰撞后的速度,抓住第四次碰撞后,小物块先向右做匀减速直线运动到零,再向左做匀加速,最终匀速,结合牛顿第二定律和运动学公式求出小物块通过的路程.
解答 解:(1)物块和障碍物碰后,物块和小车系统动量守恒,规定向左为正方向,有:Mv0-mv0=(M+m)v,
代入数据解得v=1m/s.
(2)物块多次与障碍物碰后,最终与平板车同时停止,设物块在平板车上运动的距离为l,那么由系统能量守恒有:
$μmgl=\frac{1}{2}(m+M){{v}_{0}}^{2}$,
代入数据解得l=1.6m.
所以要使物块不滑出平板车,平板车长度至少为1.6m.
(3)物块第一次与障碍物碰后向右减速到零再向左加速直到再次与平板车达到高速,规定向左为正方向,根据动量守恒有:
Mv0-mv0=(M+m)v1,
得${v}_{1}=\frac{{v}_{0}}{2}$,
物块第二次与障碍物碰后向右减速到零再向左加速直到再次与平板车达到共速,规定向左为正方向,根据动量守恒有:
Mv1-mv1=(M+m)v2,
解得${v}_{2}=\frac{1}{2}{v}_{1}=\frac{{v}_{0}}{4}$,
易得第三次碰撞后达到共同速度为${v}_{3}=\frac{{v}_{0}}{8}=0.25m/s$,
第四次碰撞后,小物块将以0.25m/s的速度,a=-μg=-5m/s2的加速度向右做匀减速直线运动到0,再向左先加速再匀速,
所以小物块与A第四次到第五次碰撞过程中,小物块经过的路程S=$\frac{{{v}_{3}}^{2}}{2a}×2=\frac{0.2{5}^{2}}{2×5}×2$m=0.0125m.
答:(1)物块与障碍物第一次碰撞后,物块与平板车所能获得的共同速率为1m/s;
(2)要使物块不会从平板车上滑落,平板车至少应为1.6m;
(3)小物块与障碍物A第四次碰撞到第五次碰撞过程中,小物块经过的路程为0.0125m.
点评 本题综合考查了动能定理、动量守恒定律和能量守恒定律,综合性较强,对学生能力要求较高,需加强这方面的训练.
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 交流220V | B. | 直流220V | C. | 交流4-6V | D. | 直流4-6V |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 平抛运动是曲线运动,它的速度方向不断改变,不可能是匀变速运动 | |
B. | 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 | |
C. | 平抛运动的落地时间与初速度大小无关 | |
D. | 平抛运动的水平位移与抛出点的高度有关 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | vA=vB<vC | B. | vA=vB>vC | C. | wC=wA>wB | D. | wB>wA=wC |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | F2=F1 | B. | F1>F2 | C. | F2>F1 | D. | F1=μF2 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 物体的动能一直增大 | B. | 物体的动能一直减小 | ||
C. | 弹簧的弹性势能一直增大 | D. | 弹簧的弹性势能一直减小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 物体A在一定做加速运动 | B. | 物体A的加速度大于物体B的加速度 | ||
C. | 物体B的加速度大于物体A的加速度 | D. | 物体A的速度小于B物体速度 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | A点到达磁场边界时感应电流方向发生改变 | |
B. | BC边始终不受安培力作用 | |
C. | 感应电动势平均值为$\frac{\sqrt{3}}{4}$B0aV | |
D. | 通过导线横截面的电荷量为$\frac{\sqrt{3}{B}_{0}{a}^{2}}{4R}$ |
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