练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，在固定的粗糙斜面上依次放有两块质量相等m1=m2=10kg的平板A、B，长度均为 L=1.6m，斜面倾角很小为θ（sinθ=0.1，cosθ≈1），一个质量为m3=20kg 的小滑块C以v0=5m/s的初速度滑上平板A的上表面．A与斜面之间的动摩擦因素为μ1=0.2，B与斜面之间的动摩擦因素μ2=0.1，滑块C与平板A、B之间的动摩擦因数相同，设为μ3．设最大静摩擦力与相对应的滑动摩擦力大小相等，g=10m/s．
    （1）若小滑块C滑上平板A时，平板均不动，而滑上平板B时，平板B开始滑动，求μ3应满足的条件；
    （2）若μ3=0.4，求滑块C从开始滑上平板A到最终相对斜面静止时运动的时间和平板B沿斜面上滑的最大距离．
    分析：（1）对长木板A和B分别受力分析，根据共点力平衡条件列方程．联立方程组求解即可；
    （2）小滑块C滑上A时，做匀减速运动，根据牛顿第二定律求加速度，然后根据运动学公式求末速度和运动时间；小滑块冲上B后，继续减速，B加速，先根据牛顿第二定律求解加速度，然后根据运动学公式求解出运动的时间和速度；BC一起减速前进过程，根据牛顿第二定律求加速度后，根据运动学公式继续求解，得到运动时间和位移大小；到达最高点后，受力分析，得出BC保持静止，最后得到总时间和平板B沿斜面上滑的最大距离．
    解答：解：（1）要使小滑块滑上平板A时，平板不动，则：
    μ3m3gcosθ≤μ1（m1+m3）gcosθ+μ2m2gcosθ+（m1+m2）gsinθ
    要使小滑块滑上平板B时，平板B开始滑动，则：
    μ3m3gcosθ≥μ2（m2+m3）gcosθ+m2gsinθ
    解得：0.2≤μ≤0.45
    即μ3应满足的条件为0.2≤μ≤0.45．
    （2）设C在A上滑动时，C的加速度为ac，经t1时间滑出A时的速度为v1，则
    m3gsinθ+μ3m3gcosθ=m3ac
    解得
    ac=5m/s2
    根据速度位移公式，有
    v02-v12=2acL
    解得
    v1=3m/s
    根据速度时间公式，有
    v0-v1=act1
    解得
    t1=
    2
    5
    s
    C滑到B上以后，B开始滑动，加速度为aB，假设经t2时间后B、C达到共同速度v2时C还没有从B上滑出
    对B：μ3m3gcosθ-μ2（m2+m3）cosθ-m2gsinθ=m2aB
    解得
    aB=4m/s2
    根据速度位移公式，有
    v2=aBt2
    对C：v2=v1-act2
    解得：v2=
    4
    3
    m/s
    t2=
    1
    3
    s
    C相对于B滑动的距离△x=
    v1+v2
    2
    t2-
    v2
    2
    t2
    △x=0.5m＜L假设成立
    之后C和B一起沿斜面减速，加速度为a，经t3速度变为零
    对BC整体：（m1+m3）gsinθ+μ2（m1+m3）gcosθ=（m1+m3）a
    解得
    a=2m/s2
    根据速度位移公式，有
    t3=
    v2
    a

    故t3=
    2
    3
    s
    由于（m1+m3）gsinθ=μ2（m1+m3）gcosθ，故BC最终静止在斜面上；
    故C从开始滑上平板A最终相对斜面静止时运动的时间：t=t1+t2+t3t=1.4s，平板B沿斜面上滑的最大距离：xB=
    v2
    2
    (t2+t3)    xB=0.67m．
    点评：本题关键要结合牛顿第二定律分析计算清楚小滑块C和长木板AB的运动情况，然后结合运动学公式确定运动的位移和时间．
    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：

    如图所示为一个固定在水平地面上的容器，容器上半部分为细筒，下半部分为粗筒，粗细筒的横截面积之比为3：1，且细筒足够长，上端与大气相通．已知外界大气压强为75cmHg，粗筒中有一个质量不计的活塞A，活塞的下方封闭一定质量的理想气体．当温度为27°C时，气柱长L=15cm，活塞A上方的水银柱高度H=5cm，水银柱上表面与粗筒上端相平，如图所示．活塞A的厚度及筒壁间的摩擦不计．试求：
    （1）缓慢升高温度，当活塞恰升至粗筒顶端时的气体压强和温度．
    （2）当活塞A升至粗筒顶端后，继续升高温度，试列式证明此时容器内封闭气体的压强p与摄氏温度t之间存在如下关系：p=Kt+b（式中K、b均为常数）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：能力培养与测试·高二物理 题型：038

    如图所示，水平固定的圆筒由足够长的粗筒和细筒相接而成，筒中有直径不同的两个活塞A、B，用一根细绳相连，活塞B通过水平细绳、定滑轮与一质量为2.0kg的重物C相连．A、B两活塞的横截面积分别为20和10．当两活塞间封闭的空气柱温度为327℃时，两活塞保持静止，此时两活塞分别与大、小圆筒的相接面的距离均为l．已知大气压强为1.0×Pa，活塞与筒壁、滑轮与转轴间的摩擦均可忽略不计，取g＝10m/，求：

    (1)此时筒内两活塞间气柱的压强为多大？

    (2)当筒内气体的温度缓慢降至27℃时，活塞A能否向右移动l距离？说明理由．

    (3)当气柱温度降至27℃时，筒内气柱的压强为多大？

    (在整个变化过程中，A、B间绳子始终有张力)

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2014级重庆八中高高三（上）第一次月考理综物理试卷（解析版） 题型：计算题

    (18分)在“极限”运动会中，有一个在钢索桥上的比赛项目．如图所示，总长为的均匀粗钢丝绳固定在等高的、处，钢丝绳最低点与固定点、的高度差为，动滑轮起点在处，并可沿钢丝绳滑动，钢丝绳最低点距离水面也为．若质量为的人抓住滑轮下方的挂钩由点静止滑下，最远能到达右侧点，、间钢丝绳相距为，高度差为 ．若参赛者在运动过程中始终处于竖直状态，抓住滑轮的手与脚底之间的距离也为，滑轮与钢丝绳间的摩擦力大小视为不变，且摩擦力所做功与滑过的路程成正比，不计参赛者在运动中受到的空气阻力、滑轮（含挂钩）的质量和大小，不考虑钢索桥的摆动及形变．

    （1）滑轮与钢丝绳间的摩擦力是多大？

    （2）若参赛者不依靠外界帮助要到达点，则人在点处抓住挂钩时至少应该具有多大的初动能？

    （3）比赛规定参赛者须在钢丝绳最低点脱钩并到达与钢丝绳最低点水平相距为、宽度为，厚度不计的海绵垫子上．若参赛者由点静止滑下，会落在海绵垫子左侧的水中．为了能落到海绵垫子上，参赛者在点抓住挂钩时应具有初动能的范围？

     

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，在光滑水平地面上，有一质量m1=4.0 kg的平板小车，小车的右面有一固定的竖直挡板，挡板上固定一轻质细弹簧.位于小车上入点处的质量m2=1.0 kg的木块(可视为质点)与弹簧的左端相接触但不连接，此时弹簧与木块间无相互作用力.木块与A点左侧的车面之间的动摩擦因数μ＝0.40，木块与A点右侧的车面之间的摩擦可忽略不计.现小车与木块一起以v0=2.0 m／s的初速度向右运动，小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞，已知碰撞时间极短，碰撞后小车以v1＝1.0 m／s的速度水平向左运动，取g＝10m／s2.

    (1)求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小；

    (2)若弹簧始终处于弹性限度内，求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能；

    (3)要使木块最终不从小车上滑落，则车面A点左侧粗造部分的长度应满足什么条件？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源：2010-2011学年上海市十三校联考高三（上）月考物理试卷（12月份）（解析版） 题型：解答题

    如图所示为一个固定在水平地面上的容器，容器上半部分为细筒，下半部分为粗筒，粗细筒的横截面积之比为3：1，且细筒足够长，上端与大气相通．已知外界大气压强为75cmHg，粗筒中有一个质量不计的活塞A，活塞的下方封闭一定质量的理想气体．当温度为27°C时，气柱长L=15cm，活塞A上方的水银柱高度H=5cm，水银柱上表面与粗筒上端相平，如图所示．活塞A的厚度及筒壁间的摩擦不计．试求：
    （1）缓慢升高温度，当活塞恰升至粗筒顶端时的气体压强和温度．
    （2）当活塞A升至粗筒顶端后，继续升高温度，试列式证明此时容器内封闭气体的压强p与摄氏温度t之间存在如下关系：p=Kt+b（式中K、b均为常数）

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案