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1.如图所示,一质量M=6kg的平板小车在光滑的水平面上以速度v0=2m/s做匀速直线运动,将一个质量m=2kg的物块(可视为质点)无初速地放在小车中央,最终物块停在小车上的某位置.已知物块与小车之间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2.求物块与小车因摩擦产生的内能Q和小车的最小长度L.

分析 由于摩擦作用,物块加速,平板小车减速,系统水平方向不受外力,总动量守恒,可求出相对静止时的共同速度;根据功能关系即可求出产生的内能.
要使物块恰好不从小车右端滑出,物块滑到小车的最左端,两者速度相同,根据能量守恒求解平板车的最小长度.

解答 解:(1)木块甲相对小车静止时,二者有共同速度为v1,由动量守恒定律得:
Mv0=(M+m)v1
得:v1=$\frac{M}{M+m}{v}_{0}=\frac{6}{6+2}×2=1.5$m/s.
由功能关系得:
Q=$\frac{1}{2}×M{v}_{0}^{2}$-$\frac{1}{2}×(M+m){v}_{1}^{2}$
代入数据得:Q=3 J
设物块相对小车的位移为L,则由功能关系:
μmgL=Q
得:L=1.5m
故平板小车的长度至少为1.5m
答:物块与小车因摩擦产生的内能是3J,小车的最小长度L是1.5m.

点评 本题关键是根据动量守恒定律、动量定理、能量守恒列式求解,也可以根据牛顿第二定律和速度时间公式列式联立求解.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

11.如图为“用DIS研究在温度不变时,一定质量的气体压强与体积的关系”实验装置图.
①图中,实验器材A是压强传感器.气体体积由注射器上的刻度读出.
②(多项选择)完成本实验的基本要求是AB
(A)在等温条件下操作
(B)封闭气体的容器的密封性要好
(C)必须弄清所封闭气体的质量
(D)气体的压强和体积必须用国际单位
③若大气压强为p0,注射器内气体的初始体积为10cm3.实验过程中,注射器内气体体积在4cm3至20cm3的范围内变化,注射器内部与外界压强差的最大值为1.5 p0

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

12.下列说法正确的是(  )
A.温度相同的氢气和氧气,氢气分子和氧气分子的平均速率相同
B.水由气态到液态,分子力对水分子做正功
C.在完全失重的情况下,密闭容器内的气体对器壁压强不变
D.不是满足能量守恒定律的物理过程都能自发进行
E.一个氧气分子的体积为V0,标准状况下1 mol氧气的体积为V,则阿伏加德罗常数NA=$\frac{V}{{V}_{0}}$

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

9.据国外某媒体报道,科学家发明了一种新型超级电容器,能让手机几分钟内充满电.某同学假日登山途中用该电容器给手机电池充电,下列说法正确的是(  )
A.该电容器给手机电池充电时,电容器的电容不变
B.该电容器给手机电池充电时,电容器存储的电能变少
C.该电容器给手机电池充电时,电容器所带的电荷量可能不变
D.充电结束后,电容器不带电,电容器的电容为零

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

16.在喜剧电影《功夫》中,包租婆的“狮子吼”可以将酒杯震碎,若我们用手指轻弹同样的酒杯,听到清脆的声音,并测得该声音的频率为f.下列说法正确的是(  )
A.包租婆震碎酒杯是声波的共振现象
B.包租婆震碎酒杯是声波的干涉现象
C.包租婆发出的震碎酒杯的“狮子吼”的频率一定接近f
D.包租婆发出的震碎酒杯的“狮子吼”的频率一定远大于f

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

6.如图所示,质量为m的小球(可视为成点)用长为L的细线悬挂于0点,自由静止在A位置.现用水平力F缓慢地将小球从A拉到B位置而静止,细线与竖直方向夹角为θ=60°,此时细线的拉力为T1,然后撤去水平力F,小球从B返回到到A点时细线的拉力为T2,则(  )
A.T1=T2=2mg
B.从A到B,拉力F做功为mgL
C.从B到A的过程中,小球受到的合外力大小不变
D.从B到A的过程中,小球重力的瞬时功率先增大后减小

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

13.如图所示,在某同学通过滑轮组将一重物缓慢吊起来的过程中,该同学对绳的拉力T及地面对人的支持力FN将(滑轮与绳的重力及摩擦不计)(  )
A.拉力T逐渐变大B.拉力T先变大后变小
C.支持力FN逐渐变小D.支持力FN先变小后变大

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

10.一辆汽车在平直的公路上以20m/s的速度刹车,刹车时的加速度大小为5m/s2,以下说法中正确的是(  )
A.汽车的刹车时间为4sB.汽车刹车的位移为40m
C.t=1s时汽车的速度为15m/sD.汽车在最初2s内的平均速度为8m/s

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

11.下列说法正确的是 (  )
A.德布罗意第一次将量子观念引入原子领域,玻尔预言了实物粒子的波动性
B.原子核内部某个中子转变为质子和电子,产生的电子从原子核中发射出来,这就是β衰变
C.氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后,在向低能级跃迁时放出光子的频率不一定等于入射光的频率
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E.铀核裂变的核反应为:${\;}_{92}^{235}U→{\;}_{56}^{141}Ba+{\;}_{36}^{92}Kr+2{\;}_0^1n$.

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