题目内容
17.(1)从施加推力到两者刚达到相同的速度的过程中,小物块通过的位移大小x1;
(2)两者达到相同的速度后,在t=0.5s时间内的位移大小x2.
分析 (1)根据牛顿第二定律分别求出小物体和小车的加速度,结合速度时间公式求出速度相等的时间,再根据位移时间公式求出小物块通过的位移.
(2)根据牛顿第二定律,运用整体隔离法判断小物体和小车速度相等后不发生相对滑动,再结合位移公式求出速度相等后0.5s内的位移.
解答 解:(1)物块放上小车后的加速度${a}_{1}=\frac{μmg}{m}=μg=2m/{s}^{2}$,
小车的加速度${a}_{2}=\frac{F-μmg}{M}=\frac{8-0.2×20}{8}m/{s}^{2}$=0.5m/s2.
设经过t0时间两者速度相等,有:a1t0=v0+a2t0,
解得${t}_{0}=\frac{{v}_{0}}{{a}_{1}-{a}_{2}}=\frac{1.5}{2-0.5}s=1s$,
小物块通过的位移${x}_{1}=\frac{1}{2}{a}_{1}{{t}_{0}}^{2}=\frac{1}{2}×2×1m=1m$.
(2)假设两者速度相等后能够保持相对静止,
则整体的加速度a=$\frac{F}{M+m}=\frac{8}{8+2}m/{s}^{2}=0.8m/{s}^{2}$,
隔离对m分析,有f=ma=2×0.8N=1.6N<μmg=4N,可知假设成立.
相等的速度v=a1t0=2×1m/s=2m/s,
则两者达到相同的速度后,在t=0.5s时间内的位移大小x2=$vt+\frac{1}{2}a{t}^{2}=2×0.5+\frac{1}{2}×0.8×0.25m$=1.1m.
答:(1)从施加推力到两者刚达到相同的速度的过程中,小物块通过的位移大小为1m.
(2)两者达到相同的速度后,在t=0.5s时间内的位移大小为1.1m.
点评 解决本题的关键理清物体和小车在整个过程中的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解,难度中等.
(1)若用最小刻度为毫米的尺测量如图2所示,指针示数为16.00cm.
(2)在弹性限度内,将50g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针A、B的示数LA和LB如表.用表中数据计算弹簧1的劲度系数为12.5N/m(重力加速度g取l0m/s2).
| 钩码数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| LA/cm | 15.71 | 19.71 | 23.66 | 27.76 |
| LB/cm | 29.96 | 35.76 | 41.51 | 47.36 |
| A. | 弹簧的最大压缩量为$\frac{v_0^2}{2μg}$ | B. | 弹簧的最大压缩量为$\frac{v_0^2}{4μg}$ | ||
| C. | 弹簧获得的最大弹性势能为$\frac{1}{4}$mv02 | D. | 弹簧获得的最大弹性势能为$\frac{1}{2}$mv02 |
| A. | 列车员说:“火车8点42分到站” | B. | 你这么早就来了啊! | ||
| C. | 求火车启动前3秒内的位移 | D. | 新闻联播每晚19点30分播出 |
| A. | Q受到的摩擦力一定变小 | B. | Q受到的摩擦力一定变大 | ||
| C. | Q受到的摩擦力变化不确定 | D. | 轻绳上拉力一定不变 |
| A. | a、c两点的电势相同 | |
| B. | a、c两点的电场强度相同 | |
| C. | 电荷以 v0初速度从b点出发,到无穷远处时速度大小仍为v0 | |
| D. | 将正电荷由O点移动到b点的过程中电场力做正功 |