题目内容
2.(1)分析小物块滑至哪块长木板时,长木板才开始在地面上滑动.
(2)求物块在整个运动过程中相对出发点滑行的最大距离.
分析 通过对长木板的受力分析知,滑块给长木板的摩擦力水平向右,地面给长木板的摩擦力水平向左,当滑块对木板的摩擦力大于地面对长木板的摩擦力时,长木板开始运动;能根据动量定理和动能定理判定物块的滑动,并列式求解.
解答 解:(1)由题意子弹、小物块、长木板的质量分别为m0、m、M,子弹的初速度为v0,子弹击中小物块后二者的共同速度为v1,由动量守恒定律得:
m0v0=(m+m0)v1 …①
子弹击中小物块后物块的质量为M′,且M′=m+m0.设当物块滑至第n块木板时,木板才开始运动,则满足:
μ1M′g>μ2[M′+(6-n)M]g…②
其中μ1、μ2分别表示物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数.
由②式解得:n>4.3
即物块滑上第五块木板时,木板才开始在地面上滑动.
(2)设物块刚滑上第五块木板时的速度为v2,每块木板的长度为L,由动能定理有:
-μ1 M′g×4L=$\frac{1}{2}$M′${v}_{2}^{2}$-$\frac{1}{2}M′{v}_{1}^{2}$…③
由①③式解得:v2=1m/s
物块在第五块木板表面做匀减速直线运动,木板做匀加速直线运动,设经历时间t,物块与木板能获得相同的速度v3,由动量定理得:
-μ1 M′gt=M′v3-M′v2…⑤
〔μ1 M′g-μ2(M′+M)g〕t=Mv3…⑥
由⑤⑥式解得:v3=0.25m/s
在此过程中,物块发生的位移为s1,由动能定理有:
-μ1 M′g s1=$\frac{1}{2}$M′${v}_{3}^{2}$-$\frac{1}{2}$M′${v}_{2}^{2}$
可解得:s1=$\frac{15}{64}$m<0.5m
即物块与木板获得0.25m/s的共同速度,之后整体向前匀减速运动s2后静止.由动能定理有:
-μ2 (M′+M)g s2=-$\frac{1}{2}$(M′+m)${v}_{3}^{2}$
解得:s2=$\frac{1}{32}$m
所以物块总共发生的位移为:s=4L+s1+s2
解得:s≈2.27m
答:(1)经分析小物块滑至第5块长木板时,长木板才开始在地面上滑动;
(2)物块在整个运动过程中相对出发点滑行的最大距离为2.27m.
点评 本题应能正确判断长木板开始运动的条件是滑块给长木板的摩擦力大于地面对长木板的摩擦力,并能根据摩擦力的表达式列出不等式进行求解,木块滑动的距离可以根据滑块的运动结合动能定理求解;熟练使用动能定理和动量定理是解决本题的关键.
| A. | 航天员翟志刚出舱后将做离心运动 | |
| B. | 飞船的速度大小为v=R$\sqrt{\frac{g}{R+h}}$ | |
| C. | 飞船的速度v与第一宇宙速度v1的大小之比为$\frac{v}{{v}_{1}}$=$\sqrt{\frac{R}{R+h}}$ | |
| D. | 飞船运行一周的时间为T=$\frac{2π(R+h)}{R}$$\sqrt{\frac{R+h}{g}}$ |
| 电流(A) | 0.00 | 0.10 | 0.20 | 0.30 | 0.36 | 0.39 | 0.41 | 0.43 |
| 电压(V) | 0.00 | 0.20 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 |
(1)图甲中矩形框1中应接电压传感器,矩形框2中应接小灯泡,矩形框3中应接电流传感器;(选填“电流传感器”、“电压传感器”或“小灯泡”)
(2)在图乙中画出小灯泡的U-I图线;
(3)把与本题中相同的两个灯泡接到如图丙所示的电路中,若电源电动势E=2.25V,内阻不计,定值电阻R=5Ω,此时每个灯泡的实际功率是0.24W.(结果保留两位有效数字)
| A. | 牛顿认为光是一种波 | |
| B. | 卢瑟福发现了质子并预言了中子的存在,查德威克发现了中子 | |
| C. | 法拉第预言并验证了电磁波的存在 | |
| D. | 牛顿发现了万有引力定律并测出了万有引力常数G的值 |
| A. | 原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验 | |
| B. | 光电效应实验揭示了光的粒子性 | |
| C. | 某原子的核经过一次α衰变后,核内质子数减小4个 | |
| D. | 重核的裂变过程质量增大,轻核的聚变过程有质量亏损 | |
| E. | 电子的衍射实验证实了物质波的假设是正确的 |
| A. | 在0~t1时间内拉力逐渐减小 | B. | 在0~t1时间内物体做曲线运动 | ||
| C. | 在t1~t2时间内拉力的功率为零 | D. | 在t1~t2时间内合外力做功为$\frac{1}{2}$mv2 |