题目内容
1.如图所示,光滑坡道顶端距水平面高度为h,质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下,经O点进入水平滑道OM,水平滑道M处固定一弹性挡板,设物块经过O点时无机械能损失,物块与挡板碰撞过程也没有无机械能损失.已知OM段距离为d,物块与水平滑道间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.求:(1)物块滑到坡道底端O点时的速度大小;
(2)若物块与挡板碰撞后回到坡道上,它能够上升的最大高度是多少.
(3)若h=0.8m,d=0.6m,μ=0.2,则物块最后静止的位置离挡板距离多大?
分析 (1)物块从A运动到O的过程中,重力做功mgh,根据动能定理求出物块滑到O点时的速度大小;
(2)物块从在水平轨道上运动时,克服摩擦力做功,物块A被弹回的过程中,克服摩擦力和重力做功,再由能量守恒定律求解物块能够上升的最大高度;
(3)由功能关系求出物块在水平面内来回运动的总路程,然后由几何关系求出物块最后静止的位置离挡板距离多大.
解答 解:(1)物块在斜面上运动负过程中只有重力做功,由机械能守恒定律得:mgh=$\frac{1}{2}$mv2
解得:v=$\sqrt{2gh}$.
(2)在水平滑道上物块A运动到M点时克服摩擦力所做的功为:W=μmgd
物块A被弹回后,克服摩擦力所做的功仍为:W=μmgd
由能量守恒定律得:mgh=2μmgd+mgh′
所以物块A能够上升的最大高度为:h′=h-2μd.
(3)设物块在水平面内的总路程为s,则:mgh=μmgs
所以:s=$\frac{h}{μ}=\frac{0.8}{0.2}=4$m
物块在OM之间来回运动的次数:n=$\frac{s}{2d}=\frac{4}{2×0.6}=3\frac{1}{3}$次
可知物块是在OM之间来回运动3次后,在向左运动的过程中停止运动,所以停止的位置到挡板的距离:
L=d-(s-3×2d)=0.6-(4-6×0.6)=0.2m
答:(1)物块滑到O点时的速度大小为$\sqrt{2gh}$;
(2)物块能够上升的最大高度是为h-2μd;
(3)若h=0.8m,d=0.6m,μ=0.2,则物块最后静止的位置离挡板距离为0.2m.
点评 本题涉及多个过程,关键要确定出能量如何转化,根据能量守恒定律列方程.
练习册系列答案
相关题目
13.如图所示,小球A固定在绝缘支架上,电荷量为Q,小球B用丝线悬挂,电荷量为+q,B偏转后两球距离为r,A、B均视为点电荷.下列说法正确的是( )
A. | A带负电 | |
B. | B对A的作用力大小为$\frac{kqQ}{{r}^{2}}$ | |
C. | A在B处产生的场强大小为$\frac{kq}{{r}^{2}}$ | |
D. | 减小B的电荷量,丝线与竖直方向的夹角变大 |
14.关于近代物理,下列说法正确的是( )
A. | α射线是高速运动的氦原子 | |
B. | 核聚变反应方程${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$H→${\;}_{2}^{4}$He+X中,X表示中子 | |
C. | 从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 | |
D. | 玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释所有原子光滑的特征 |
6.如图所示,电阻R和内阻也等于R的电动机M串联接到电路中,接通开关后,电动机正常工作,设电阻R和电动机M两端的电压分别为U1和U2,在t时间内,电流通过电阻R做功W1,产生热量Q1,电流流过电动机做功W2,产生热量Q2,则有( )
A. | W2=Q2 | B. | W2=W2 | C. | Q1=Q2 | D. | U1=U2 |
10.下列说法正确的是( )
A. | 组成晶体的分子(或原子、离子)都是按照一定的规则排列的 | |
B. | 液晶像液体一样具有流动性,其光学性质与某些多晶体相似,具有各项异性 | |
C. | 物体做加速运动时速度越来越大,物体内分子的平均动能不一定 越来越大 | |
D. | 在轮胎爆裂这一短暂过程中,气体膨胀、温度下降 | |
E. | 气体能够充满整个容器,说明气体分子间的斥力很大 |
11.下列运动物体和人处于超重状态的是( )
A. | 把地球看成巨大的拱形桥形桥,汽车驶过拱桥顶端时 | |
B. | 过山车恰好通过轨道的最高点 | |
C. | 荡秋千的小孩通过最低点时 | |
D. | 景海鹏和陈冬在“天宫二号”中绕地球运行 |