如圖(a)所示,光滑水平面上停放著一輛上表面粗糙的平板車,質(zhì)量為M,車的上表面距地面的高度與車上表面長度相同.一質(zhì)量為m的鐵塊以水平初速度v0滑到小車上,它們的速度隨時(shí)間變化的圖象如圖(b)所示(t0是滑塊在車上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間),重力加速度為g.則下列判斷正確的是( 。
分析:根據(jù)圖線知,鐵塊在小車上滑動(dòng)過程中,鐵塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng),小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng).根據(jù)牛頓第二定律通過它們的加速度之比求出質(zhì)量之比,以及求出動(dòng)摩擦因數(shù)的大。鶕(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分別求出鐵塊和小車的位移,從而求出兩者的相對位移,即平板車的長度.物體離開小車做平拋運(yùn)動(dòng),求出落地的時(shí)間,從而根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出物體落地時(shí)與車左端的位移.
解答:解:A、根據(jù)圖線知,鐵塊的加速度大小a1=
v0-
2
3
v0
t0
=
v0
3t0
.小車的加速度大小a2=
v0
2t0
,知鐵塊與小車的加速度之比為2:3,根據(jù)牛頓第二定律,鐵塊的加速度a1=
f
m
,小車的加速度a2=
f
M
,則鐵塊與小車的質(zhì)量之比m:M=3:2.故A錯(cuò)誤.
B、鐵塊的加速度a1=
f
m
=μg
,又a1=
v0
3t0
,則μ=
v0
3gt0
.故B正確.
C、鐵塊的位移x1=
v0+
2
3
v0
2
t0=
5
6
v0t0
,小車的位移x2=
v0
2
2
t0=
v0t0
4
,則小車的長度L=
5v0t0
6
-
v0t0
4
=
7v0t0
12
.故C正確.
D、物體離開小車做平拋運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=
2h
g
,則鐵塊距小車左端的距離△x=(
2
3
v0+
v0
2
)t
=
7v0
6
7v0t0
6g
.故D錯(cuò)誤.
故選BC.
點(diǎn)評:解決本題的關(guān)鍵理清小車和鐵塊的運(yùn)動(dòng)情況,結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解.
練習(xí)冊系列答案
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(2010?上高縣模擬)如圖(a)所示,光滑絕緣水平面上有甲、乙兩個(gè)點(diǎn)電荷.t=0時(shí),乙電荷向甲運(yùn)動(dòng),速度為6rn/s,甲的速度為0.之后,它們僅在相互靜電力的作用下沿同一直線運(yùn)動(dòng)(整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中沒有接觸),它們運(yùn)動(dòng)的速度(v)一時(shí)間(t)圖象分別如圖(b)中甲、乙兩曲線所示.則由圖線可知( 。

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(2007?上海)如圖(a)所示,光滑的平行長直金屬導(dǎo)軌置于水平面內(nèi),間距為L、導(dǎo)軌左端接有阻值為R的電阻,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒垂直跨接在導(dǎo)軌上.導(dǎo)軌和導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì),且接觸良好.在導(dǎo)軌平面上有一矩形區(qū)域內(nèi)存在著豎直向下的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.開始時(shí),導(dǎo)體棒靜止于磁場區(qū)域的右端,當(dāng)磁場以速度v1勻速向右移動(dòng)時(shí),導(dǎo)體棒隨之開始運(yùn)動(dòng),同時(shí)受到水平向左、大小為f的恒定阻力,并很快達(dá)到恒定速度,此時(shí)導(dǎo)體棒仍處于磁場區(qū)域內(nèi).
(1)求導(dǎo)體棒所達(dá)到的恒定速度v2;
(2)為使導(dǎo)體棒能隨磁場運(yùn)動(dòng),阻力最大不能超過多少?
(3)導(dǎo)體棒以恒定速度運(yùn)動(dòng)時(shí),單位時(shí)間內(nèi)克服阻力所做的功和電路中消耗的電功率各為多大?
(4)若t=0時(shí)磁場由靜止開始水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過較短時(shí)間后,導(dǎo)體棒也做勻加速直線運(yùn)動(dòng),其v-t關(guān)系如圖(b)所示,已知在時(shí)刻t導(dǎo)體棒瞬時(shí)速度大小為vt,求導(dǎo)體棒做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大。

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(2005?盧灣區(qū)模擬)如圖(a)所示,光滑且足夠長的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上,兩導(dǎo)軌間距L=0.2m,電阻R=0.4Ω,導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量m=0.1kg、電阻r=0.1Ω的金屬桿,導(dǎo)軌電阻可忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于磁感強(qiáng)度B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中,磁場方向豎直向下,現(xiàn)用一外力F沿水平方向拉桿,使之由靜止開始運(yùn)動(dòng),若理想電壓表的示數(shù)U隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖(b)所示.

(1)試分析說明金屬桿的運(yùn)動(dòng)情況;
(2)試寫出外力F隨時(shí)間變化的表達(dá)式;
(3)第2s末外力F的瞬時(shí)功率為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?濱州三模)如圖(a)所示,光滑水平面上質(zhì)量為m的小球在直線MN的左方就會(huì)受到水平恒力F1作用(小球可視為質(zhì)點(diǎn)),在MN的右方除受到F1作用外還受到與F1在同一直線上的恒力F2作用.現(xiàn)設(shè)小球由A點(diǎn)從靜止開始運(yùn)動(dòng),小球運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖(b)所示,由圖可知下列說法正確的是( 。

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