[题目]如图所示.光滑水平面上有一小车B.右端固定一沙箱.沙箱上连接一水平的轻质弹簧.小车与沙箱的总质量为M=2kg.车上在与沙箱左侧距离S=1m的位置上放一质量为m=1kg小物块A.物块A与小车的动摩擦因数为μ=0.1.仅在沙面上方空间存在水平向右的匀强电场.场强E=2×103V/m.当物块A随小车以速度v0=10m/s向右做匀速直线运动时.距沙面H=5m高� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示，光滑水平面上有一小车B，右端固定一沙箱，沙箱上连接一水平的轻质弹簧，小车与沙箱的总质量为M=2kg。车上在与沙箱左侧距离S=1m的位置上放一质量为m=1kg小物块A，物块A与小车的动摩擦因数为μ=0.1。仅在沙面上方空间存在水平向右的匀强电场，场强E=2×103V/m。当物块A随小车以速度v0=10m/s向右做匀速直线运动时，距沙面H=5m高处有一质量为m0=2kg的带正电q=1×10-2C的小球C，以u0=10m/s的初速度水平向左抛出，最终落入沙箱中。已知小球与沙箱的相互作用时间极短，且忽略弹簧最短时的长度，并取g=10m/s2。求：

（1）小球落入沙箱前的速度u和开始下落时与小车右端的水平距离x；

（2）小车在前进过程中，弹簧具有的最大值弹性势能EP；

（3）设小车左端与沙箱左侧的距离为L，请讨论分析物块A相对小车向左运动的过程中，其与小车摩擦产生的热量Q与L的关系式。

【答案】（1）15m（2）9J（3）时：；时：

【解析】（1）小球C下落到沙箱的时间为t，则：竖直方向上

所以有：

小球在水平方向做匀减速运动：qE=m0ax

带入数据解得：ax=10m/s2 ux=0

所以小球落入沙箱瞬间的速度：u=uy=gt=10m/s方向竖直向下；

小球开始下落时与小车右端的水平距离：

（2）设向右为正，在小球快速落入沙箱的过程中，小车（不含物块A）和小球的系统在水平方向动量守恒，设小球落入沙箱瞬间，车与球的共同速度为v1，有：

可得：

由于小车速度减小，随后物块A相对小车向右运动并将弹簧压缩，在此过程中，A与小车（含小球）系统动量守恒，当弹簧压缩至最短时，整个系统有一共同速度v2：

解得：v2=6m/s

根据能量守恒定律，弹簧的最大弹性势能：

解得：EP=9J

（3）随后弹簧向左弹开物块A，假设A运动至车的左侧时恰好与车相对静止，此过程中系统动量仍守恒，所以系统具有的速度仍为：v2=6m/s

根据功能关系可知：

解得小车左端与沙箱左侧的距离为：L0=9m

分情况讨论如下：

①若物块A停在距离沙箱左侧L0=9m处与小车一起运动，因此摩擦产生的热量为

②若物块A最终会从小车左端滑下，因此摩擦产生的热量为

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：

【题目】如图所示，一带正电的物体位于M处，用绝缘丝线系上带正电的小球，分别挂在P1、P2、P3的位置，可观察到小球在不同位置时丝线偏离竖直方向的角度不同．关于此实验得出的结论，下列说法中正确的是(　　)

A. 电荷之间作用力的大小与两电荷的带电性质有关

B. 电荷之间作用力的大小与两电荷间的距离有关

C. 电荷之间作用力的大小与两电荷所带的电量无关

D. 电荷之间作用力的大小与丝线的长度有关

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示为四分之一圆柱体OAB的竖直截面，半径为R，在B点上方的C点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D点与圆柱体相切，OD与OB的夹角为60°，则C点到B点的距离为（）

A.
B.
C.
D.R

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】某同学要通过实验精确测定一个约为4Ω的电阻的阻值，实验室提供了下列器材：

A.电源(4V，内阻可不计)B.滑动变阻器(0～50Ω，额定电流2A)

C.电流表(0～3A，内阻约0.025Ω)D.电流表(0～0.6A，内阻约0.125Ω)

E.电压表(0～3V，内阻约3kΩ)F.电压表(0～15V，内阻约15kΩ)

G.开关和导线若干

（1）为减小测量误差，在实验中，电流表应选用，电压表应选用(选填器材前的的的字母)。

（2）实验电路应采用下图中的(选填“甲“或“乙”)。

（3）连接电路，接通开关，改变滑动变阻器滑片P的位置，并记录对应的电流表示数I、电压表示数U。某次电表示数如下图所示，则该电阻阻值为Ω。(结果保留两位有效数字)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图1为验证机械能守恒定律的实验装置示意图．

（1）为完成此实验，除了图中所示器材，还需要有（多选）
A.刻度尺
B.秒表
C.天平
D.交流电源
（2）在一次实验中，质量m的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图2所示，长度单位cm，那么从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=J，g 取10m/s2 ．