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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    如图所示，将质量为2m、长度为L的木板静止地放在光滑水平面上，一质量为m的金属块（可视为质点），以水平初速度v0由木板左端恰能滑至木板的右端并与木板相对静止，金属块在运动过程中所受的摩擦力始终不变．现将木板分成长度与质量均相等的两段（1和2）后紧挨着放在此水平面上，让金属块仍以相同的初速度v0由木板的左端开始滑动，如图乙所示．
    ①图乙中，金属块仍能滑到木板2的右端与木板保持相对静止
    ②图乙中，金属块滑过木板2的右端后飞离木板
    ③图乙中，金属块在到达木板2的右端前就与木板保持相对静止
    ④图甲中，金属块最终的速率大于图乙中金属块最终的速率
    ⑤图甲所示过程中产生的热量大于图乙所示过程中产生的热量
    ⑥图甲中，金属块开始滑上木板到刚好达到稳定状态所用的时间大于图乙中金属块刚好达到稳定状态所用的时间，下面判断正确的是（　　）
    分析：本题中解决图甲问题的关键是首先应用动量守恒定律和功能关系求出共同速度以及速度与金属块相对木板距离的关系，解决乙图的关键是先研究金属块与左边木板，再研究金属块与右边木板，在研究金属块与右边木板时，可以假设金属块最终具有共同的速度，然后再列出动量守恒定律和全过程功能关系，即可讨论求解①到⑤题的正误，最后再根据平均速度公式比较时间关系．
    解答：解：当金属块恰能滑至木板的右端时，设共同速度为v，由动量守恒定律应有：m
    v
     
    0
    =（m+2m）v
    解得：v=
    v
     
    0
    3
    …①
    设金属块受到的阻力为f，由功能关系应有：fL=
    1
    2
    mv
    2
    0
    -
    1
    2
    (m+2m
    )v
    2
     

    解得：
    mv
    2
    0
    =3fL…②
    若木板分成两段，设金属块刚好离开第一块速度为
    v
     
    1
    ，此时木板的速度为
    v
     
    2
    ，则应有：m
    v
     
    0
    =m
    v
     
    1
    +
    mv
     
    2

    即：
    v
     
    1
    +v
     
    2
    =v
     
    0
    …③
    f?
    L
    2
    =
    1
    2
    mv
    2
    0
    -（
    1
    2
    mv
    2
    1
    +
    1
    2
    mv
    2
    2
    ）…④
    设金属块滑到第二块木板上的最终共同速度为
    v
     
    3
    ，应有：m
    v
     
    1
    +
    mv
     
    2
    =2m
    v
     
    3

    即：
    v
     
    1
    +v
     
    2
    =
    2v
     
    3
    …⑤
    比较③⑤①可得：
    v
     
    3
    =
    v
     
    0
    2
    …⑥
    设金属块最终与第二块木板距离为x，对全过程由功能关系应有：f?
    L
    2
    +f?x=
    1
    2
    m
    v
    2
    0
    -
    1
    2
    mv
    2
    2
    -
    1
    2
    (m+m
    )v
    2
    3
    …⑦
    整理⑥⑦可得：f?
    L
    2
    +f．x=
    mv
    2
    0
    4
    -
    1
    2
    mv
    2
    2
    …⑧
    将⑧与②比较可得：fx=
    fL
    4
    -
    1
    2
    mv
    2
    2
    ，显然x＜
    L
    4
    ，即金属块不能到达木板的最右端，所以题③正确，再由Q=f
    S
     
    相对
    可知，乙图中产生的热量较少，所以⑤正确．
    以木板为参考系，甲图中应有：L=
    v
     
    0
    +0
    2
    t
     
    1
    …⑨
    乙图中应有：
    L
    2
    +x=
    v
     
    0
    +0
    2
    t
     
    2
    …⑩
    由于x＜
    L
    4
    ，比较⑨⑩可得
    t
     
    1
    ＞t
     
    2
    ，所以题⑥正确
    综上所述③⑤⑥正确，①②④错误，所以B正确．
    故选B．
    点评：遇到多物体相互作用的物体，要想到运用动量守恒定律和功能关系求解，记住摩擦生热的表达式．
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，将质量为m1的铅球以大小为v0、仰角为θ的初速度抛入一个装有砂子的总质量为M的静止的砂车中，砂车与水平地面间的摩擦可以忽略．求：
    （1）球和砂车的共同速度；
    （2）球和砂车获得共同速度后，砂车底部出现一小孔，砂子从小孔中流出，当漏出质量为m2的砂子时砂车的速度．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?怀化二模）某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，设计了如下实验，他的操作步骤是：
    ①摆好实验装置如图所示．
    ②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近，并按住小车．
    ③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中，他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩P上．
    ④释放小车，打开电磁打点计时器的电源，打出一条纸带．
    （1）在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条．经测量、计算，得到如下数据：
    ①第一个点到第N个点的距离为40.0cm．
    ②打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s．该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，算出：拉力对小车做的功为
    0.20
    0.20
     J，小车动能的增量为
    0.10
    0.10
     J．
    （2）此次实验探究结果，他没能看到“恒力对物体做的功，等于物体动能的增量”，且误差很大．显然，在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素．请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下，造成较大误差的主要原因是：
    小车质量没有远大于钩码质量，没有平衡摩擦力
    小车质量没有远大于钩码质量，没有平衡摩擦力
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，将质量为3.5kg的小球水平抛出，空气阻力不计．求：①抛出时人对球所做的功？②抛出后0.2秒时小球的动能？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?怀远县模拟）如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d．现将环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当环沿直杆下滑距离也为d时（图中B处），下列说法正确的是（重力加速度为g）（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，将质量为m和3m的A、B两球分别拴在一根长为l的细线的两端，绳伸直时，B球位于光滑的水平桌面上，A球刚好跨过桌边．A球由静止开始下落h后着地且粘于地面，B球继续沿桌面滑行，直至滑出桌面落地．求：
    （1）A球落地时，B球的速度；
    （2）欲使A球落地后不受绳的拉力，伸长l所应满足的条件．

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