练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图所示，斜面体固定在水平面上，斜面光滑，倾角为θ，斜面底端固定有与斜面垂直的挡板，木板下端离地面高H，上端放着一个细物块．木板和物块的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmgsinθ（k＞1），断开轻绳，木板和物块沿斜面下滑．假设木板足够长，与挡板发生碰撞时，时间极短，无动能损失，空气阻力不计．求：
    （1）木板第一次与挡板碰撞弹起上升过程中，物块的加速度；
    （2）从断开轻绳到木板与挡板第二次碰撞的瞬间，木板运动的路程s；
    （3）木板与挡板第二次碰撞时的瞬间速度；
    （4）从断开轻绳到木板和物块都静止，摩擦力对木板及物块做的总功W．
    分析：（1）木板上升时，对物块受力分析，在沿斜面方向上由牛顿运动定律列式求解，便可求出物块的加速度．
    （2）此题要分段进行计算，第一段是木板开始下落直至第一次与挡板碰撞的过程，由几何关系可求出此过程的路程为
    H
    sinθ
    ，第二段是从第一次与挡板碰撞到第一次运动到最高点，第三段是从最高点下落到第二次与挡板碰撞，后两段路程相同．可由牛顿运动定律和运动学公式求得．
    （3）先求解获得共同速度过程中木板的位移，然后再对一起加速下滑过程运用速度位移公式列式求解．
    （4）以木板和物块组成的系统为研究对象，根据能的转化和守恒列式求解，可求出摩擦力所做的功．注意虽然木板和物块的质量一样，但是重力对木板和物块所做的功并不一样．
    解答：解：（1）设木板第一次上升过程中，物块的加速度为a物块
    物块受合力  F物块=kmgsinθ-mgsinθ
    由牛顿第二定律 F物块=ma物块
    由①②得  a物块=（k-1）gsinθ，方向沿斜面向上；
    （2）设以地面为零势能面，木板第一次与挡板碰撞时的速度大小为v1
    由机械能守恒
    1
    2
    ×2m
    v
    2
    1
    =2mgH    解得  v1=
    		2gH

    设木板弹起后的加速度a板 由牛顿第二定律 a板=-（k+1）gsinθ
    S板第一次弹起的最大路程 S1=
    -
    v
    2
    1
    2a板
    ，解得 S1=
    H
    (k+1)sinθ

    木板运动的路程  S=
    H
    sinθ
    +2S1=
    (k+3)H
    (k+1)sinθ

    （3）设经时间t′木板与物块速度相同，根据速度时间关系公式，有：v0-(k-1)gsinθt/=-v0+(k+1)gsinθt/
    解得：t/=
    v0
    kgsinθ
    ；
    这时物块的速度v/=v0-(k-1)gsinθt/=
    v0
    k

    这过程中木板的位移x=
    v/2-
    v
    2
    0
    -2(k+1)gsinθ
    =
    v
    2
    0
    (k-1)
    2gsinθk2

    此后一起匀加速，根据速度位移关系公式，有：
    v
    2
    2
    -v/2=2gsinθx
    解得：v2=
    v 0
    k
    =
    2gH
    k

    （4）设物块相对木板滑动距离为L
    根据能量守恒 mgH+mg（H+Lsinθ）=kmgsinθL
    摩擦力对木板及物块做的总功W=-kmgsinθL
    解得 W=-
    2kmgH
    k-1

    答：（1）木板第一次与挡板碰撞弹起上升过程中，物块的加速度为（k-1）gsinθ；
    （2）从断开轻绳到木板与挡板第二次碰撞的瞬间，木板运动的路程s为
    (k+3)H
    (k+1)sinθ
    ；
    （3）木板与挡板第二次碰撞时的瞬间速度为
    2gH
    k
    ；
    （4）从断开轻绳到木板和物块都静止，摩擦力对木板及物块做的总功W为-
    2kmgH
    k-1
    ．
    点评：此题考察到了能量的转化与守恒定律，牵扯到了重力和摩擦力做功，要注意的是重力做功与路径无关，至于初末位置的高度差有关；摩擦力做功会使机械能能转化为内能，等于在整个过程中机械能的损失．
    在应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题时，要注意运动过程的分析，此类问题，还要对整个运动进行分段处理．
    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：

    如图所示，斜面体固定在水平面上，质量为m的物体沿斜面匀速下滑，则物体由斜面顶端下滑到斜面底端的过程中，下列叙述正确的是（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?山东模拟）如图所示，斜面体固定在水平面上，斜面光滑，倾角为θ，斜面底端固定有与斜面垂直的挡板，木板下端离地面高H，上端放着一个细物块．木板和物块的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmgsinθ（k＞1），断开轻绳，木板和物块沿斜面下滑．假设木板足够长，与挡板发生碰撞时，时间极短，无动能损失，空气阻力不计．求：
    （1）木板第一次与挡板碰撞弹起上升过程中，物块的加速度；
    （2）从断开轻绳到木板与挡板第二次碰撞的瞬间，木板运动的路程s；
    （3）从断开轻绳到木板和物块都静止，摩擦力对木板及物块做的总功W．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，斜面体固定在水平地面上．用一根轻绳跨过定滑轮连接甲、乙两滑块，使其静止于两斜面等高处，轻绳均与斜面平行．甲、乙可看成质点，不计一切摩擦．若剪断轻绳（sin37°=0.6，sin53°=0.8），则（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，斜面体固定在水平面上，小物块A与斜面体间接触面光滑．在小物块沿斜面体下滑的过程中，斜面体对小物块的作用力（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，斜面体固定在地面上，用力F把一个物体从斜面底端缓慢推到顶端，在这一过程中（　　）
    A、物体的重力势能减少B、物体的重力势能增加C、推力对物体做正功D、支持力对物体做负功

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案