如图所示,在光滑水平地面上有一固定的挡板,挡板左端固定一个轻弹簧。现有一质量M=3kg,长L=4m的小车AB(其中为小车的中点,部分粗糙,部分光滑)一质量为m=
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如图所示,在光滑水平地面上有一固定的挡板,挡板左端固定一个轻弹簧。现有一质量M=3kg,长L=4m的小车AB(其中为小车的中点,部分粗糙,部分光滑)一质量为m=
题型:不详
难度:
来源:
如图所示,在光滑水平地面上有一固定的挡板,挡板左端固定一个轻弹簧。现有一质量M=3kg,长L=4m的小车AB(其中
为小车的中点,
部分粗糙,
部分光滑)一质量为m=1kg的小物块(可视为质点),放在车的最左端,车和小物块一起以
4m/s的速度在水平面上向右匀速运动,车撞到挡板后瞬间速度变为零,但未与挡板粘连。已知车
部分的长度大于弹簧的自然长度,弹簧始终处于弹性限度内,小物块与车
部分之间的动摩擦因数为
0.3,重力加速度
。求:
(1)小物块和弹簧相互作用的过程中,弹簧具有的最大弹性势能;
(2)小物块和弹簧相互作用的过程中,弹簧对小物块的冲量;
(3)小物块最终停在小车上的位置距
端多远。
答案
(1)
(2)弹簧对小物块的冲量大小为
,方向水平向左。
(3)
解析
试题分析:(1)小物块运动的加速度
①
根据运动学公式
②
由能量关系
③
由①②③式并代入数据得
④
(2)小物块离开弹簧时的速度
⑤
对小物块,根据动量定理
⑥
由⑤⑥式并代入数据得
⑦
弹簧对小物块的冲量大小为
,方向水平向左。⑧
(3)小物块滑过
点和小车相互作用,根据动量守恒
⑨
根据摩擦生热方程
⑩
小物块最终停在小车上距
的距离
11
由⑦⑧⑨式并代入数据得
12
点评:通常解决此类问题的关键是掌握动量和能量的观点,该观点始终贯穿从力学到原子物理的整个高中物理学,动量和能量的观点是继牛顿定律解决力学问题的另一条方法,它往往可以忽略力作用的中间过程,只需关注始、末状态,用全局的观点和整体的观点使得解题的思路更加简捷.
举一反三
如果一个物体在运动的过程中克服重力做了80J的功,则
A.物体的重力势能一定增加80J
B.物体的机械能一定增加80J
C.物体的动能一定减少80J
D.物体的机械能一定减少80A.
题型:不详
难度:
|
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如图所示,一根绳子绕过高4m的滑轮(大小、摩擦均不计),绳的一端拴一质量为10kg的物体,另一侧沿竖直方向的绳被人拉住.若人拉住绳子前进3m,使物体匀速上升,则人拉绳所做的功为( )
A.500J
B.300J
C.100J
D.50J
题型:不详
难度:
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如图所示,质量为
m
的物体(可视为质点)以某一速度从
A
点冲上倾角为30°的固定斜面,其运动的加速度为
,此物体在斜面上上升的最大高度为
h
,则在这个过程中物体( )
A.重力势能增加了
B.重力势能增加了
mgh
C.动能损失了
mgh
D.机械能损失了
题型:不详
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质量为
m
的物体,在距地面
h
高处以
的加速度由静止竖直下落到地面。下列说法中正确的是( )
A.重力做功
mgh
B.物体的动能增加
mgh
C.物体的机械能减少
mgh
D.物体克服阻力做功
mgh
题型:不详
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质量为m的物体,在距地面h高处以g/3 的加速度由静止竖直下落到地面.下列说法中正确的是( )
A.物体的重力势能减少
mgh
B.物体的动能增加
mgh
C.物体的机械能减少
mgh
D.重力做功
mgh
题型:不详
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