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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

    光滑水平地面上停放着一辆质量m=2kg的平板车，质量M=4kg可视为质点的小滑块静放在车左端，滑块与平板车之间的动摩擦因数μ＝0.3，如图所示．一水平向右的推力F＝24N作用在滑块M上0.5s撤去，平板车继续向右运动一段时间后与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且车以原速率反弹，滑块与平板之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，平板车足够长，以至滑块不会从平板车右端滑落，g取10m/s2．求：

    （1）平板车第一次与墙壁碰撞后能向左运动的最大距离s多大？此时滑块的速度多大？

    （2）平板车第二次与墙壁碰撞前的瞬间速度v2多大？

    （3）为使滑块不会从平板车右端滑落，平

    板车l至少要有多长？

    （1）0.33m；（2）0.67m/s；（3）1m


    解析:

    （1）滑块与平板车之间的最大静摩擦力fm=μMg，设滑块与车不发生相对滑动而一起加速运动的最大加速度为am，以车为研究对象，则am== =6m/s2

    以滑块和车整体为研究对象，作用在滑块上使滑块与车一起静止地加速的水平推力的最大值设为Fm，则Fm=(M+m)am＝36N

    已知水平推力F=24N<36N，所以在F作用下M、m能相对静止地一起向右加速．

    设第一次碰墙前M、m的速度为v1，v1==2m/s

    第一次碰墙后到第二次碰前车和滑块组成的系统动量守恒

    车向左运动速度减为0时，由于m<M，滑块仍在向右运动，设此时滑块的速度为v1'，车离墙壁距离s

    Mv1－mv1=Mv1'

    v1'＝=1m/s

    以车为研究对象，根据动能定理，有－μMgs＝－mv12

    s==0.33m

    （2）第一次碰撞后车运动到速度为零时，滑块仍有向右的速度，滑动摩擦力使车以相同的加速度重新向右加速，如果车的加速过程持续到与墙第二次相碰，则加速过程位移也为s，可算出第二次碰鲡瞬向的速度大小也为2m/s，系统的总动量将大于第一次碰墙后的动量，这显然是不可能的，可见在第二次碰墙前车已停止加速，即第二次碰墙前一些时间车和滑块已相对静止．

    设车与墙壁第二次碰撞前瞬间速度为v2，则Mv1－mv1=(M+m)v2

    v2=v1=0.67m/s

    （3）车每次与墙碰撞后一段时间内，滑块都会相对车有一段向右的滑动，由于两者相互摩擦，系统的部分机械能转化为内能，车与墙多次碰撞后，最后全部机械能都转化为内能，车停在墙边，滑块相对车的总位移设为l，则有

    μMgl＝(M+m)v12

    代入数据解得l=1m

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮（不计定滑轮的质量和摩擦），绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30kg，两车间的距离足够远．现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当乙车的速度为0.5m/s时，停止拉绳．求：
    ①人在拉绳过程做了多少功？
    ②若人停止拉绳后，至少以多大速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网光滑水平地面上停放着一辆质量m=2kg的平板车，质量M=4kg可视为质点的小滑块静放在车左端，滑块与平板车之间的动摩擦因数μ=0.3，如图所示．一水平向右的推力F=24N作用在滑块M上0.5s撤去，平板车继续向右运动一段时间后与竖直墙壁发生碰撞，设碰撞时间极短且车以原速率反弹，滑块与平板之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，平板车足够长，以至滑块从平板车右端滑落，g取10m/s2．求：
    （1）平板车第一次与墙壁碰撞后能向左运动的最大距离s多大？此时滑块的速度多大？
    （2）平板车第二次与墙壁碰撞前的瞬间速度 v2多大？
    （3）为使滑块不会从平板车右端滑落，平板车l至少要有多长？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网[物理--选修3-5]
    （1）以下关于核反应的叙述中正确的是
     
    （填入正确选项前的字母）
    A．重核裂变的产能效率比轻核聚变的产能效率更高
    B．核子（中子、质子）结合成原子核一定有质量亏损，释放出能量
    C．β衰变释放出的高速粒子，是来自于绕原子核运转的外层电子
    D．有16个放射性元素的原子核，当其中有8个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期
    （2）光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮（不计定滑轮的质量和摩擦），绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30kg，两车间的距离足够远．现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当乙车的速度为0.5m/s时，停止拉绳．求：
    （1）人在拉绳过程做了多少功？
    （2）若人停止拉绳后，至少以多大速度立即从甲车跳到乙车才能使两车不发生碰撞？

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，光滑水平地面上停放着一辆质量为M的小车，小车的左侧靠在竖直墙壁上，半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB的最低点B与水平轨道BD平滑相接，车的右端固定有一个轻质弹簧，水平轨道BC段粗糙，CD段光滑．现有一可视为质点的质量为m物块从A点正上方h=R处无初速度下落，恰好落入小车沿圆轨道滑动，然后沿水平轨道滑行，与弹簧相接触并压缩弹簧，最后又返回到B相对于车静止．已知M=3m，物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ，不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失．求
    （1）物块下落后由A滑至B处时，对轨道的压力大小；
    （2）水平轨道BC段的长度；
    （3）压缩弹簧过程中，弹簧所具有的最大弹性势能．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2008?蓟县二模）光滑水平地面上停放着甲、乙两辆相同的平板车，一根轻绳跨过乙车的定滑轮，绳的一端与甲车相连，另一端被甲车上的人拉在手中，已知每辆车和人的质量均为30kg，两车间的距离为4m，现在人用力拉绳，两车开始相向运动，人与甲车保持相对静止，当两车间的距离为1m时乙车的速度为0.5m/s，并停止拉绳．求：
    （1）停止拉绳时甲车运动的位移多大？
    （2）人拉绳过程做了多少功？
    （3）若人停止拉绳后立即以相对地面0.35m/s的速度从甲车跳到乙车，则两车是否会发生碰撞？

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