题目内容

【题目】如图所示,在光滑的水平面上停放着小车B,车上左端有一可视为质点的小物块A,A和B之间的接触面前一段光滑,后一段粗糙,且后一段的动摩擦因数μ=0.4,小车长L=2m,A的质量,B的质量,现用12N的水平力F向左拉动小车,当A到达B的最右端时,两者速度恰好相等,求:

(1)A在B的光滑和粗糙部分运动时,两个物体的加速度;

(2)A和B间光滑部分的长度.(g取10m/s2)

【答案】(1)在光滑部分,B的加速度;在粗糙部分,B的加速度,A的加速度,方向均向左(2)L

【解析】

试题分析:物体A在B的光滑部分不受摩擦力作用,处于静止状态,设小车B此过程中的加速度为,运动时间为,通过的位移为,运动的速度为。物体A进入到B的粗糙部分后,设B的加速度为,A的加速度为,两者达到相同的速度经历的时间为。则:

(1)在光滑部分:A的加速度为零

对B有:

在粗糙部分:对B:

对A:方向均水平向左

(2)根据匀变速直线运动规律,速度

位移:

二者的共同速度:

根据速度时间公式得:

根据位移关系得B位移:

A位移:

综上,解得A和B间光滑部分的长度:

练习册系列答案
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【题目】2016年2月11日,美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)团队向全世界宣布发现了引力波,这个引力波来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统的合并。已知光在真空中传播的速度为c,太阳的质量为M0,万有引力常量为G。

(1)两个黑洞的质量分别为太阳质量的26倍和39倍,合并后为太阳质量的62倍。利用所学知识,求此次合并所释放的能量。

(2)黑洞密度极大,质量极大,半径很小,以最快速度传播的光都不能逃离它的引力,因此我们无法通过光学观测直接确定黑洞的存在。假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体。

a.因为黑洞对其他天体具有强大的引力影响,我们可以通过其他天体的运动来推测黑洞的存在。天文学家观测到,有一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T,半径为r0的匀速圆周运动。由此推测,圆周轨道的中心可能有个黑洞。利用所学知识求此黑洞的质量M;

b.严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识,但早在相对论提出之前就有人利用牛顿力学体系预言过黑洞的存在。我们知道,在牛顿体系中,当两个质量分别为m1、m2的质点相距为r时也会具有势能,称之为引力势能,其大小为(规定无穷远处势能为零)。请你利用所学知识,推测质量为M′的黑洞,之所以能够成为“黑”洞,其半径R最大不能超过多少?

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