精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

如图所示，一质量M=5kg的平板小车静止在水平地面上，小车与地面间的动摩擦因数μ₁=0.1，现在给小车施加一个水平向右的拉力F=15N，经t=3s后将一质量为m=2kg的货箱（可视为质点）无初速度地放置于平板车上，货箱与小车间的动摩擦因数μ₂=0.4，货箱最终刚好未从小车上落下，求：
（1）货箱刚放上小车时小车的速度；
（2）货箱刚放上小车时离车后端的距离；
（3）从放上货箱到相对小车静止的过程因摩擦产生的总热量．

解：（1）未放货箱时，小车所受的地面的摩擦力
f=μ₁Mg=5N
根据牛顿第二定律，有
a= $\text{[math]}$ =2m/s²
根据速度时间公式，有
v=at=6m/s
即货箱刚放上小车时小车的速度为6m/s．
（2）放上货箱后，货箱相对于小车向后运动，此时地面和货物对小车的摩擦力分别为
f₁=μ₁（M+m）g=7N
f₂=μ₂mg=8N
小车所受的合力为零，开始做匀速运动．
货箱受到向右的摩擦力作用，a_m= $\text{[math]}$ =4m/s²，做匀加速直线运动，最终恰好达到共速
由速度时间公式，有
t′= $\text{[math]}$
由位移时间公式结合几何关系，得到
vt′- $\text{[math]}$ a_mt′²=x
解得
x=4.5m
即货箱刚放上小车时离车后端的距离为4.5m．
（3）小车与地面间产生的热量为
Q₁=f₁vt′=63J
小车与滑块间产生的热量为
Q₂=f₂x=36J
故总热量为
Q=Q₁+Q₂=99J
即从放上货箱到相对小车静止的过程因摩擦产生的总热量为99J．
分析：（1）对小车受力分析，再由牛顿第二定律列式求出加速度，之后用速度时间关系图象求小车的速度；
（2）分别对小车和滑块受力分析，根据牛顿第二定律求出加速度，当两者速度相等时，求出各自的位移，再结合几何关系求相对滑动距离；
（3）因摩擦产生的热量等于一对滑动摩擦力产生的总功，即Q=f?△S，分别求出小车与滑块之间、小车与地面之间因摩擦产生的热量后求和．
点评：本题关键对小车和滑块分别受力分析，求出加速度后，根据运动学公式结合几何关系求出各个待求量．

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！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，一质量M=50kg、长L=3m的平板车静止在光滑的水平地面上，平板车上表面距地面的高度h=1.8m．一质量m=10kg可视为质点的滑块，以v₀=7.5m/s的初速度从左端滑上平板车，滑块与平板车间的动摩擦因数μ=0.5，取g=10m/s²．
（1）分别求出滑块在平板车上滑行时，滑块与平板车的加速度大小；
（2）判断滑块能否从平板车的右端滑出．若能，求滑块落地时与平板车右端间的水平距离；若不能，试确定滑块最终相对于平板车静止时与平板车右端的距离．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，一质量M=3.0kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一质量m=1.0kg的小木块A，现以地面为参照系，给A和B以大小均为4.0m/s，方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，最后A相对B静止，此时A的速度为（　　）

A．1m/s

B．2m/s

C．3m/s

D．4m/s

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，一质量M=2kg的斜面体静止在水平地面上，斜面体与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，斜面夹角α=37°．一质量m=1kg的光滑小球放在斜面体与竖直墙壁之间，处于静止状态．若在光滑小球的正上方施加一个竖直向下的力，要使斜面体向右移动，竖直向下的力F至少为多大？（设滑动摩擦力等于最大静摩擦力，g取10m/s²）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

（2011?湖南模拟）如图所示，一质量M=3.0kg的长方形木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=1.0kg的小木块A．现以地面为参考系，给A和B大小均为4.0m/s方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A静止在B板上一起运动，则这一过程中下列哪些物理量可求（　　）

A．机械能转化为内能的能量

B．小木块相对于木板的运动时间

C．小木块相对于木板的位移

D．最终一起运动时的速度

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

（2011?太原模拟）如图所示，一质量m=65kg的选手参加“挑战极限运动”，要在越过宽度s=3m的水沟后跃上高h=1.8m的平台．他采用的方法是：手握长L=3.05m的轻质弹性杆一端，从A点由静止开始匀加速助跑，至B点时，杆另一端抵在O点的阻挡物上，接着杆发生形变，同时人蹬地后被弹起，到达最高点时杆处于竖直（不弯曲），人的重心恰好位于杆的顶端，此刻人放开杆水平飞出，最终落到平台上（重心恰在平台表面）．不计运动过程中的空气阻力，取g=10m/s²：
（1）设人助跑距离x_AB=16m，到达B点时速度v_B=8m/s，求助跑过程中合力的最大功率；
（2）设人跑动过程中重心离地高度H=1.0m，在（1）问的条件下，在B点蹬地弹起瞬间，至少再做多少功？

查看答案和解析>>

同步练习册答案

练习册

高中

初中

小学