如图所示在光滑的水平面上有一平板小车M正以速度v向右运动.现将一质量为m的木块无初速度放上小车,由于木块和小车间的摩擦力作用,小车的速度将发生变化.为使小车保持

如图所示在光滑的水平面上有一平板小车M正以速度v向右运动.现将一质量为m的木块无初速度放上小车,由于木块和小车间的摩擦力作用,小车的速度将发生变化.为使小车保持

题型:不详难度:来源:
如图所示在光滑的水平面上有一平板小车M正以速度v向右运动.现将一质量为m的木块无初速度放上小车,由于木块和小车间的摩擦力作用,小车的速度将发生变化.为使小车保持原来的运动速度不变,必须及时对小车施加一向右的水平恒力F.当F作用一段时间后把它撤去时,木块恰能随小车一起以速度v共同向右运动.设木块和小车间的动摩擦因素为μ,求在上述过程中,水平恒力F对小车做多少功?魔方格
答案
木块放上小车后受到滑动摩擦力作用做匀加速运动,小车做匀速运动,设运动t时间后速度为v,
根据运动学公式可得:
x=vt
x=
.
v
t=
1
2
vt

根据动能定理,对于木块有:μmgx=
1
2
mv2
-0
对于车有:WF-μmgx=
1
2
Mv2-
1
2
Mv2=0

综上解得:WF=mv2
答:上述过程中,水平恒力F对小车做的功为mv2
举一反三
如图所示,固定于水平桌面上足够长的两平行导轨PO、MN,PQ、MN的电阻不计,间距为d=0.5m.P、M两端接有一只理想电压表,整个装置处于竖直向下的磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中.电阻均为r=0.1Ω,质量分别为m1=300g和m2=500g的两金属棒L1、L2平行的搁在光滑导轨上,现固定棒L1,L2在水平恒力F=0.8N的作用下,由静止开始做加速运动,试求:
(1)当电压表的读数为U=0.2V时,棒L2的加速度多大?
(2)棒L2能达到的最大速度vm
(3)若在棒L2达到最大速度vm时撤去外力F,并同时释放棒L1,分析此后L1,L2各做什么运动?
(4)若固定棒L1,当棒L2的速度为v,且离开棒L1距离为S的同时,撤去恒力F,为保持棒L2做匀速运动,可以采用将B从原值(B0=0.2T)逐渐减小的方法,则磁感应强度B应怎样随时间变化(写出B与时间t的关系式)?魔方格
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如图所示,放在水平地面上的物体M上叠放着物体m(m<M),m与M之间用一原长为L,劲度系数为k的轻弹簧连结起来,M与地面和m与M之间的动摩擦因数均为μ,现用一水平力向右推m,当m与M一起匀速运动时弹簧的长度是(  )
A.L-
μmg
k
B.L-
μ
k
(m+M)g
C.L-
μMg
k
D.L-
μ
k
(
mM
m+M
)g
魔方格
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用竖直向上的力F使物体向上运动,物体获得的加速度是a,用竖直向上的力2F使同一物体向上运动.不计空气阻力,物体的加速度是(  )
A.2aB.2g+2aC.g+2aD.g+a
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如图所示,两光滑平行导轨MN、PQ水平放置在竖直方向的匀强磁场中,两导轨间距为L,磁感应强度为B的匀强磁场与导轨所在平面垂直.质量为m的金属棒ab垂直导轨且可沿导轨自由移动,并与导轨良好接触.导轨左端M、P接一定值电阻R,金属棒ab的电阻为r,导轨电阻不计.现将金属棒ab沿导轨由静止向右拉使之平动,保持水平拉力的功率恒定,金属棒ab最终以速度3v作匀速运动.求:
(1)金属棒匀速运动时,拉力的大小.
(2)在此过程中,当ab的速度为2v时的加速度为多大?魔方格
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一位同学通过电视节目观看火箭发射卫星的情景,他听到现场总指挥倒计时结束发出“点火”命令后,立刻用秒表计时,假设测得火箭底部从开始发射到经过发射架顶的时间是t,如果他想计算出火箭的推力有多大,请讨论以下两个问题:
(1)需要假设哪些条件进行理想化处理.
(2)需要知道哪些数据用相应符号表示出来,并推导出火箭推力的表达式.
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