题目内容

如图所示，质量为M=4 kg的平板车静止在光滑的水平面上，车的左端停放着质量为m=1 kg的电动车（不计长度），电动车与平板车上的挡板相距L=1 m。电动车由静止开始向右做匀加速运动，经2 s电动车与挡板相碰。试求：

（1）碰撞前瞬间两车的速度大小各为多少？

（2）若碰撞过程中无机械能损失，碰撞后两车的速度各为多少？方向如何？

（3）若碰撞过程中无机械能损失，且碰后电动车关闭电动机，只在平板车上滑动，要使电动车不脱离平板车，它们之间的动摩擦因数至少为多大？

解：（1）=L

a1=4a2

解得a1=0.4 m/s2,a2=0.1 m/s2

则v1=a1t=0.8 m/s,v2=0.2 m/s。

（2）mv1－Mv2=mv1′+Mv2′

解得v1′=-0.8 m/s,v2′=0.2 m/s

或v1′=0.8 m/s,v2′=－0.2 m/s（这组解不符合题意，舍去）

所以电动车的速度方向向左，平板车的速度方向向右。

（3）要使电动车不脱离平板车，临界情况是：电动车相对平板车滑到最左端时，两车的速度相等。

根据动量守恒有，mv1′+Mv2′=(m+M)v,得v=0

则由能量守恒得μmgL=+

解得μ=0.04。

练习册系列答案
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如图所示，质量为m的球，被长为L的细绳吊起处于静止状态．现对小球施加水平向右的恒力F，小球开始向右运动，当细绳与竖直方向的夹角为60°，小球速度恰好为0（　　）
（选修3-5）
（1）核能是一种高效的能源．
①在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳，压力壳和安全壳（见图甲）．结合图乙可知，安全壳应当选用的材料是
混凝土
混凝土
．

②图丙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图2分析工作人员受到了
β
β
射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了
γ
γ
射线的辐射．
（2）下列说法正确的是
A．卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构
B．受普朗克量子论的启发，爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说
C．核反应方程
 
238
92
U→
 
234
90
Th+
 
4
2
He属于裂变
D．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性
E．根据爱因斯坦质能方程，物体具有的能量和它的质量之间存在着正比关系
F．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
G．中子与质子结合成氘核的过程中需要吸收能量
H．升高放射性物质的温度，可缩短其半衰期
I．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论可知氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大
J．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应
（3）如图所示，质量为M=2kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上，车的一端静止着质量为MA=2kg的物体A（可视为质点）．一个质量为m=20g的子弹以500m/s的水平速度迅即射穿A后，速度变为100m/s，最后物体A静止在车上．若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5．（g取10m/s2）
①平板车最后的速度是多大？
②全过程损失的机械能为多少？
③A在平板车上滑行的距离为多少？
（2010?黑龙江模拟）（按题目要求作答，写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不得分）
如图所示，质量为m=1kg的物体以v0=3.4m/s的初速度在动摩擦因数μ=0.2的水平桌面上滑行L=0.64m离开桌子边缘落到水平地面上，已知桌面到地面的高度h=0.80m．（不计空气阻力g取10m/s2）
求：（1）物体离开桌面边缘时的速度大小．
（2）物体落地点与桌子边缘的水平距离．
（3）物体落地时的速度．
（2005?青浦区模拟）如图所示，质量为m的带电金属小球，用绝缘细线与质量为M（M=2m）的不带电木球相连，两球恰能在竖直向上的足够大且场强为E的匀强电场中，以速度v匀速竖直向上运动，当木球升至a点时，细线突然断裂，木球升至b点时速度为零．则木球速度为零时，金属球的速度大小为
3v
3v
，a、b之间的电势差为
Ev2
2g
Ev2
2g
．
（2003?徐州一模）如图所示，质量为M的木板可以沿倾角为α的固定斜面无摩擦地滑下，欲使木板静止在斜面上，木板上质量为m的人应以多大的加速度向下奔跑？

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