练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    （2011?长沙模拟）如图所示，光滑水平面上放置质量均为M=2kg的甲、乙两辆小车，两车之间通过一感应开关相连（当滑块滑过感应开关时，两车自动分离），甲车上表面光滑，乙车上表面与滑块P之间的动摩擦因数μ=0.5．一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端，质量为m=1kg的滑块P（可视为质点）与弹簧的右端接触但不相连，此时弹簧的弹性势能E0=10J，弹簧原长小于甲车长度，整个系统处于静止状态．现剪断细线，求：
    ①滑块P滑上乙时的瞬时速度的大小；
    ②滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，滑块P在乙车上滑行的距离．（取g=10m/s2）
    分析：（1）、因地面光滑，所以滑块P在甲车上滑动的过程中，符合动量守恒的条件，同时除了弹簧的弹力做功之外，没有其他的力做功，所以机械能也是守恒的，分别应用动量守恒和机械能守恒列式求解，可得出滑块P滑上乙时的瞬时速度．
    （2）、滑块P滑上乙车时，甲乙两车脱离，滑块和乙车做成了系统，经对其受力分析，合外力为零，动量守恒，可求出滑块和乙车的最终共同速度，由能量的转化和守恒可知，系统减少的机械能转化为了内能，即为摩擦力与相对位移的乘积．从而可求出相对位移，即滑块P在乙车上滑行的距离．
    解答：解：（1）设滑块P滑上乙车前的速度为v，以整体为研究对象，作用的过程中动量和机械能都守恒，选向右的方向为正，应用动量守恒和能量关系有：
    mv1-2Mv2=0…①
    E0=
    1
    2
    m
    v
    2
    1
     + 
    1
    2
    (2M)
    v
    2
    2
    …②
    ①②两式联立解得：v1=4m/s
                      v2=1m/s
    （2）以滑块和乙车为研究对象，选向右的方向为正，在此动过程中，由动量守恒定律得：
     mv1-Mv2=（m+M）v共…③
    由能量守恒定律得：μmgL=
    1
    2
    m
    v
    2
    1
    +
    1
    2
    M
    v
    2
    2
    -
    1
    2
    (m+M)
    v
    2
    共
    …④
    ③④联立并代入shuju得：L=
    5
    3
    m
    答：①滑块P滑上乙时的瞬时速度的大小为4m/s．
    ②滑块P滑上乙车后最终未滑离乙车，滑块P在乙车上滑行的距离为
    5
    3
    m．
    点评：本题考察了动量守恒．机械能守恒和能量的转化与守恒．
    应用动量守恒定律解题要注意“四性”，①、系统性：应明确研究对象是一个系统，同时确保系统的初、末状态的动量相等．②、矢量性：系统在作用前后，各物体动量的矢量和保持不变，当各速度在同一条直线上时，选定正方向，将矢量运算转化为代数运算．③、同时性：作用前系统各部分的速度应为同一时刻的速度，作用后系统各部分的速度也应为同一时刻的速度．④、同系性：列动量守恒的方程时，所有动量都必须相对同一惯性参照系．
    机械能守恒的条件是只有重力（或弹簧的弹力）做功，并只发生动能和势能的转化．
    能量的转化与守恒要从三个方面认识：一是能量不能凭空产生，也不能凭空消失；二是只能从一种形式转化为另一种形式（力做功）；三是从一个物体转移到另一个物体（热传递）．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?长沙模拟）质量为2kg的物体（可视为质点）在水平外力F的作用下，从t=0时刻开始在平面直角坐标系未画出）所决定的光滑水平面内运动．运动过程中X方向的位移时间图象如图甲所示，y方向的速度时间图象如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?长沙模拟）如图所示，竖直放置的气缸幵口向下，重为G1的活塞a和重为G2的活塞b，将长为L的气室分成体积比为1：2的A，B两部分，温度是127°C，系统处于平衡状态．当温度缓慢地降到27°C时系统达到新的平衡，求活塞a、b移动的距离．不计活塞a的厚度及活塞与气缸间的摩擦．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?长沙模拟）如图所示为汽车蓄电池与车灯（电阻不变）、启动电动机组成的电路，蓄电池内阻为0.05Ω．电流表和电压表均为理想电表，只接通S1时，电流表示数为10A．电压表示数为12V，再接通S2，启动电动机工作时，电流表示数变为8A，则此时通过启动电动机的电流是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?长沙模拟）如图所示，xOy平面内有一半径为R的圆形区坻区域内有磁感应强度大小为B的匀强磁场，左半圆磁场方向垂直于xOy平面向里，右半圆磁场方向垂直于xOy平面向外．一平行于y轴的长导体棒ab以速度v沿X轴正方向做匀速运动，则导体棒ab两端的感应电动势E（取a-b为电动势的正方向）与导体棒位置x关系的图象是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?长沙模拟）下列说法正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案