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    20．如图所示，水平地面上有一L型滑板ACB，A到地面的竖直高度为h=1.8m．滑板右端C到固定障碍物D的距离为x=1m，滑板左端加上水平向右的推力F=144N的同时，有一小物块（可视为质点）紧贴竖直板的A点无初速释放．若滑板撞到障碍物D时立即撤去力F，滑板以原速率反弹．小物块最终落在地面上．滑板质量M=3Kg，物块质量m=1Kg，滑板与物块及地面间的动摩擦因数均为0.4（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）．求：
    （1）物块落地时速度的大小和方向；
    （2）物块落地时到滑板C端的距离．

    分析 （1）对整体运用牛顿第二定律，求出滑板撞到障碍物前的加速度．滑板碰到障碍物后，物块做平抛运动，平抛运动的初速度等于滑板撞到障碍物时的速度，根据平抛运动的规律求出物块落地时的速度大小和方向．
    （2）碰到障碍物后，物块做平抛运动，木板反弹做匀减速直线运动，求出平抛运动的水平位移，以及在平抛运动过程中木板反弹的位移，两者位移之和为物块落地时到滑板C端的距离．

    解答 解：（1）假设物体与滑板相对静止，向右的加速度为a，则有：
    F-μ（m+M）g=（M+m）a
    代入数据解得：a=32m/s2．
    所以m与滑板之间的弹力：N=ma
    由于μN=μma＞mg，所以假设成立，滑板撞到障碍物前物块的加速度为32m/s2．
    设滑板撞到障碍物时的速度大小为v1，
    ${{v}_{1}}^{2}=2ax$
    解得：v1=8m/s
    撞到障碍物后物块做平抛运动，h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
    vy=gt
    代入数据解得：vy=6m/s；
    合速度$v=\sqrt{{{v}_{1}}^{2}+{{v}_{y}}^{2}}$
    解得：v=10m/s．
    速度与水平方向的夹角为α
    tanα=$\frac{{v}_{y}}{{v}_{1}}=\frac{6}{8}$，
    则有：α=37°．
    （2）物块的水平位移为：x1=v1t′=8×0.6=4.8 m
    滑板运动的加速度为a2，有：μMg=Ma2
    代入数据得：a2=4m/s2．
    滑板停止运动时间为：t=$\frac{{v}_{1}}{{a}_{2}}$=$\frac{8}{4}$=2s；
    则物块落地时，滑板尚未停止运动．滑板在滑块落地前向右运动的距离为：
    x2=v1t-$\frac{1}{2}$a2t2
    代入数据解得：x2=4.08m；
    物块落地时到B的距离为：x=x1+x2=4.8+4.08=8.88．m．
    答：（1）物块落地时的速度大小为10m/s，方向与水平方向成37度角．
    （2）物块落地时到滑板B端的距离为8.88m．

    点评 本题考查牛顿第二定律的应用；解决本题的关键能够正确地受力分析，确定物体的运动情况，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    12．如图所示，两个光滑绝缘的矩形斜面WRFE、HIFE对接在EF处，倾角分别为α=53°、β=37°．质量为m1=1kg的导体棒AG和质量为m2=0.5kg的导体棒通过跨过EF的柔软细轻导线相连，两导体棒均与EF平行、先用外力作用在AG上使它们静止于斜面上，两导体棒的总电阻为R=5Ω，不计导线的电阻．导体棒AG下方为边长L=1m的正方形区域MNQP有垂直于斜面向上的、磁感强度B1=5T的匀强磁场，矩形区域PQKS有垂直于斜面向上的、磁感强度B2=2T的匀强磁场，PQ平行于EF，PS足够长．已知细导线足够长，现撤去外力，导体棒AG进入磁场边界MN时恰好做匀速运动．（sin37°=0.6、sin53°=0.8，g=10m/s2，不计空气阻力．）求：
    （1）导体棒AG静止时与MN的间距x
    （2）当导体棒AG滑过PQ瞬间（记为t=0s），为了让导体棒AG继续作匀速运动，MNQP中的磁场开始随时间按B1t=5+kt（T）变化．求：①1s内通过导体棒横截面的电量；②k值．

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    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    11．如图所示，光滑金属导轨AC、AD固定在水平面内，并处在方向竖直向下、大小为B的匀强磁场中．有一质量为m的导体棒以初速度V0从某位置开始在导轨上水平向右运动，最终恰好静止在A点．在运动过程中，导体棒与导轨始终构成等边三角形回路，且通过A点的总电荷量为Q．已知导体棒与导轨间的接触电阻值恒为R，其余电阻不计，则（　　）
    A．该过程中导体棒做匀减速运动
    B．当导体棒的速度为$\frac{{v}_{0}}{2}$时，回路中感应电流小于初始时的一半
    C．开始运动时，导体棒与导轨所构成回路的面积为S=$\frac{QR}{B}$
    D．该过程中接触电阻产生的热量为$\frac{m{v}_{0}^{2}}{8}$

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    8．如图所示，两平行金属导线MN、PQ固定在一绝缘水平面内，导轨电阻不计，间距为L，导轨平面处在一方向竖直向下的磁场中，两端M、P之间连接一阻值为R的定值电阻，质量为m、阻值为r的导体棒ab垂直导轨放置，且距MP端也为L，现对导体棒施加一水平外力，使之从静止开始以加速度a沿x轴的正方向运动，设棒的初始位置为坐标原点，平行导轨向右为x轴正方向，棒刚运动开始计时，试求：
    （1）若初始磁场的磁感应强度大小为B0，为使棒在运动过程中始终无感应电流产生，则B随坐标x变化的规律；
    （2）若磁场的磁感应强度随时间变化的规律为B′=kt（k为正常数），则运动的棒在t1时刻受到的拉力大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    15．某同学设计了一个探究平抛运动特点的家庭实验装置，如图所示．在水平桌面上放置一个斜面，每次都让钢球从斜面上同一位置静止释放滚下，滚过桌面后钢球便做平抛运动．在钢球抛出后经过的地方水平放置一块木板（还有一个用来调节木板高度的支架，图中未画出），板上放一张白纸，白纸上有复写纸，这样便能记录钢球在白纸上的落点．桌子边缘钢球经过的地方挂一条铅垂线．已知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，在此前提下探究钢球水平分速度的特点．
    （1）从下列实验器材中选出完成本实验还需要的器材（填字母）B．
    A．秒表      B．米尺      C．天平
    （2）从下列的表述中选择要完成本实验的步骤（按顺序填字母）BEF．
    A．测出斜面的高度H和小球在水平桌面上运动的距离L；
    B．将小球置于同一位置静止释放，记录小球落到木板上的位置，测量该位置与铅垂线间的水平距离s以及水平桌面与木板上表面的垂直距离h；
    C．将小球置于同一位置静止释放，记录小球落到木板上的位置，测量该位置与铅垂线间的水平距离s以及小球运动的时间t；
    D．重复步骤C，做多次测量，分别得到s和t的平均值$\overline{s}$和$\overline{t}$
    E．重复步骤B，做多次测量，分别得到s和h的平均值$\overline{s}$和$\overline{h}$；
    F．调节木板调整支架，改变h，重复E步骤；
    G．调节木板调整支架，改变h，重复D步骤；
    H．称出小球的质量
    （3）为得到平抛运动水平分速度特点，需要通过实验得到的关系是B（填字母）
    A．$\overline{s}$∝$\sqrt{H}$    
    B．$\overline{s}$∝$\sqrt{\overline{h}}$     
    C．$\overline{s}$∝H   
    D．$\overline{s}$∝$\overline{h}$  
    E．$\overline{s}$∝$\overline{t}$
    （4）本实验除了实验中测量量的误差之外，其他的可能产生误差是 （写出一个可能的原因即可）小球轨迹不重复；或桌面或斜面摩擦因数有差异；或小球运动过程中受空气阻力的影响等．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    5．如图所示，斜面AB、AC的底端通过一小段圆弧与水平面相连，圆弧面ADC分别与斜面AB和水平面相切，小物块从A端分别由静止沿斜面AB，斜面AC，面ADC下滑．且都能经过水平面上的Q点，对应的速度分别为v1，v2，v3，已知小物块与水平面．斜面及圆弧面之间的动摩擦因数均相同．设小物块在斜面AB底端时的速度为v0，在斜面AC底端时的速度为vC，圆弧面底端的速度为vC′，不计物块在轨道接触处的机械能损失，则（　　）
    A．v1＜v2B．v2＞v3C．vC=vC′D．vB=vC

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．开发更为安全、清洁的能源是人类不懈的追求．关于核反应${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$H→${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{0}^{1}$n，下列说法正确的是（　　）
    A．该核反应属于重核的裂变
    B．该核反应属于轻核的聚变
    C．该核反应过程没有质量亏损
    D．目前核电站利用的就是该核反应所释放的能量

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    9．某人在一静止的小船上练习射击，人在船头，靶在船尾，船、人连同枪（不包括子弹）及靶的总质量为m1，枪内有n颗子弹，每颗子弹的质量为m2，枪口到靶的距离为l，子弹水平射出枪口相对于地的速度为v0，在发射后一发子弹时，前一发子弹已射入靶中，在射完n颗子弹时，求小船后退的距离．

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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    10．太阳能是一种清洁、“绿色”能源，在我国上海举办的2010年世博会，大量利用了太阳能电池．太阳能电池在有光照时，可以将光能转化为电能，在没有光照时，可以视为一个电学器件．某实验小组根据测绘小灯泡伏安特性曲线的实验方法，探究一个太阳能电池在没有光照时（没有储存电能）的I-U特性．所用的器材包括：
    A、太阳能电池；
    B、电池组E：电动势E=3V，内阻不计；
    C、电流表A1：量程0.6A，内阻约为1Ω；
    D、电流表A2：量程10mA，内阻约为0.5Ω；
    E、电压表V：量程3V，内阻约为5kΩ；
    F、滑动变阻器R1，（阻值范围0～20Ω，额定电流为0.6A）；
    G、滑动变阻器R2，（阻值范围0～1000Ω，额定电流为0.6A）；
    H、电键、导线若干．

    （1）为了提高实验结果的准确程度，电流表应选D；滑动变阻器应选F（填写器材前面字母代号）；
    （2）为了达到上述目的，请将图甲连成一个完整的实验电路图；
    （3）该实验小组根据实验得到的数据，描点绘出了如图乙的I-U图象．由图可知，当电压小于2.00V时，太阳能电池的电阻很大　（填“很大”或“很小”）；当电压为2.80V时，太阳能电池的电阻约为1000Ω．
    （4）此实验用了图象法处理数据优点是直观，但是不能减少或者消除系统误差（填“偶然误差”或“系统误差”），产生误差的主要原因是：电压表的分流．

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