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6.如圖所示,質(zhì)量為M=2.0kg、長為l=0.54m、高為h=0.20m的矩形木塊A置于水平地面上,木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.20;木塊上表面光滑,其左端放置一質(zhì)量為m=1.0kg的小球B.從某時刻木塊和小球同時獲得向右的速度v0=2.0m/s開始計時,不計空氣阻力,經(jīng)過一段時間后小球落地,取g=10m/s2.求:
(1)小球經(jīng)多長時間離開木塊上表面;
(2)小球落地時距木塊右端的水平距離.

分析 (1)小球在木塊上時,小球做勻速直線運動,木塊做減速運動,由牛頓第二定律,結(jié)合受力分析求出木塊的加速度,然后根據(jù)位移公式和位移關(guān)系即可求出;
(2)小球離開木塊后做平拋運動,由平拋運動的特點即可求出平拋的時間和位移;木塊繼續(xù)做減速運動,由牛頓第二定律求出木塊的加速度,由位移公式求出位移,然后結(jié)合幾何關(guān)系即可求出.

解答 解:(1)小球在木塊時時,木塊的加速度:{a}_{1}=\frac{μ(M+m)g}{M}=\frac{0.20×(1.0+2.0)×10}{2.0}=3m/{s}^{2}
設(shè)小球經(jīng)過時間t1離開木塊,則:{v}_{0}{t}_{1}-({v}_{0}{t}_{1}-\frac{1}{2}{a}_{1}{t}_{1}^{2})=l
代入數(shù)據(jù)得:t1=0.60s
(2)小球離開木塊后做平拋運動,豎直方向:h=\frac{1}{2}g{t}_{2}^{2}
所以:{t}_{2}=\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.20}{10}}=0.2s
小球做平拋運動的位移:x1=v0t2=2.0×0.2=0.40m
小球離開木塊時,木塊的速度:v1=v0-a1t1=2.0-3×0.6=0.2m/s
小球離開木塊后,木塊的加速度:{a}_{2}=\frac{μMg}{M}=μg=0.20×10=2.0m/{s}^{2}
木塊做減速運動的時間:{t}_{3}=\frac{0-{v}_{1}}{-{a}_{2}}=\frac{0-0.2}{2}=0.1s<0.2s=t2
可知在小球落地前木塊已經(jīng)停止運動,所以在小球做平拋運動的時間內(nèi)木塊的位移:{x}_{2}=\frac{{v}_{1}^{2}}{2{a}_{2}}=\frac{0.{2}^{2}}{2×2}=0.01m
所以小球落地時距木塊右端的水平距離:L=x1-x2=0.40-0.01=0.39m
答:(1)小球經(jīng)0.60s時間離開木塊上表面;
(2)小球落地時距木塊右端的水平距離是0.39m.

點評 該題屬于牛頓運動定律中多物體、多過程的情況,在解答的過程中要注意小球離開木塊前后木塊的加速度是不同的,這是正確解答的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.一同學(xué)在距地面高度50m處水平投擲一物體,已知物體落地時的水平位移為90m,求:
(1)物體擲出時水平速度的大��;
(2)物體從拋出到落地所用的時間.(g取10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.如圖所示,相距為d的兩塊平行金屬板M、N與電源相連,電鍵S閉合后,MN間有勻強電場.有一帶電粒子垂直于電場方向以某一初速度從M板邊緣射入電場,恰打在N板中央,不計重力,為了使粒子剛好能飛出電場,下列措施可行的是( �。�
A.若保持S閉合,N板應(yīng)向下平移2dB.若保持S閉合,N板應(yīng)向下平移3d
C.若斷開S后,N板應(yīng)向下平移2dD.若斷開S后,N板應(yīng)向下平移3d

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.如圖所示,平行金屬板a和b水平放置,接入電路,兩板的中央分別有一個小孔,S閉合在P點有一個帶正電荷的小球從P點開始自由下落,先后穿過兩個小孔.若穿出b板上的孔時,小球的速度為v.下列選項可以讓小球穿出b板上的孔時的速度大于v的是(  )
A.只將滑動變阻器的滑片向右移動B.只將滑動變阻器的滑片向左移動
C.只將a極向上運動D.只將b板向下運動

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1.如圖所示,水平傳送帶長為L=10m,以v0=4m/s的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動,質(zhì)量為m=1kg的小物體以初速度v=6m/s滑上傳送帶的左端,小物體與傳送帶間動摩擦因數(shù)μ=0.2.求物體離開傳送帶時的速度大小和物體與傳送帶之間產(chǎn)生的熱量.(g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.如圖所示,電源電動勢為E,內(nèi)電阻為r.理想電壓表V1、V2示數(shù)為 U1、U2,其變化量的絕對值分別為△U1和△U2;流過電源的電流為I,其變化量的絕對值為△I.當(dāng)滑動變阻器的觸片從右端滑到左端的過程中(燈泡電阻不變化)( �。�
A.小燈泡L3變暗,L1、L2變亮B.△U1<△U2
C.\frac{△{U}_{1}}{△I}不變D.\frac{△{U}_{2}}{△I}不變

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

18.如圖所示,MN是一條通過透明半球體球心的直線,現(xiàn)有一束由兩種單色細(xì)光束組成的復(fù)色光AB平行MN射向球體,經(jīng)透明半球體的作用后分裂為兩束,其中a光束與MN的夾角為30°,b光束與MN的夾角為15°,已知AB與MN間的距離為半徑的一半.則該透明半球體對a光的折射率為\sqrt{3}.若讓這兩束單色光分別通過同一雙縫干涉裝置后,條紋間距較寬的是b(填“a”或“b”)光.

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15.從高為5m處以水平速度8m/s拋出一質(zhì)量為0.2kg的皮球,皮球落地速度為12m/s,求此過程中皮球克服空氣阻力做的功?(g=10m/s2

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15.兩個半徑均為R的圓環(huán),前后重疊地放在水平面上,現(xiàn)以速度V平移前面一個環(huán)向右,當(dāng)兩環(huán)中心距離為1.2R時,兩環(huán)交叉點速率是( �。�
A.VB.\frac{V}{2}C.\frac{5V}{8}D.\frac{5V}{4}

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同步練習(xí)冊答案
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