如圖所示，質(zhì)量為M=20kg的平板車靜止在光滑的水平面上；車上最左端停放著質(zhì)量為m=5kg的電動車，電動車與平板車上的擋板相距L=5m．電動車由靜止開始向右做勻加速運動，經(jīng)時間t=2s電動車與擋板相碰，問：
（1）碰撞前瞬間兩車的速度大小各為多少？?
（2）若碰撞過程中無機(jī)械能損失，且碰后電動機(jī)關(guān)閉并剎車，使電動車只能在平板車上滑動，要使電動車不脫離平板車，它們之間的動摩擦因數(shù)至少多大？
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（1）如圖，電動車向右運動的過程中長板車將向左運動，在運動過程中滿足動量守恒

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由圖可知，令電動車相對地面產(chǎn)生的位移大小為x，則長木板車的位移大小為（L-x），負(fù)號表示長木板車的位移方向與電動車位移方向相反，令與擋板相碰前電動車的速度為vm，長木板車的速度vM，則據(jù)動量守恒有：
mvm+MvM=0…①
又因為在碰撞前兩車均做初速度為0的勻加速運動，所以有：
.
vm
=
vm
2
，電動車運動的時間t=
x
.
vm
=
2x
vm
=2s…②
.
vM
=
vM
2
，長木板車運動的時間t=
L-x
.
vM
=
2(L-x)
vM
=2s…③
由①②③式可解得：
vm=4m/s
vM=1m/s
（2）因為在碰撞過程中無機(jī)械能損失，又因為在碰撞中系統(tǒng)動量守恒可知碰撞前后，兩車速度均反向，且不改變原速度的大小
vm′=4m/s，方向向左；
vM′=1m/s，方向向右．
∵M(jìn)vM=mvm
∴系統(tǒng)總動量為0，即當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時兩車均靜．
因為克服摩擦力做的功應(yīng)該等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能，要使電動車不滑離長木板車，則長木板車的長度滿足：
μmgL≥
1
2
mvm′2+
1
2
MvM′2
代入數(shù)據(jù)可解得：μ≥0.2
答：（1）碰撞前瞬間兩車的速度大小分別為vm=4m/s，vM=1m/s?
（2）若碰撞過程中無機(jī)械能損失，且碰后電動機(jī)關(guān)閉并剎車，使電動車只能在平板車上滑動，要使電動車不脫離平板車，它們之間的動摩擦因數(shù)至少為0.2．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，質(zhì)量為m的球，被長為L的細(xì)繩吊起處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)對小球施加水平向右的恒力F，小球開始向右運動，當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60°，小球速度恰好為0（　�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（選修3-5）
（1）核能是一種高效的能源．
①在核電站中，為了防止放射性物質(zhì)泄漏，核反應(yīng)堆有三道防護(hù)屏障：燃料包殼，壓力殼和安全殼（見圖甲）．結(jié)合圖乙可知，安全殼應(yīng)當(dāng)選用的材料是
混凝土
混凝土
．

②圖丙是用來監(jiān)測工作人員受到輻射情況的胸章，通過照相底片被射線感光的區(qū)域，可以判斷工作人員受到何種輻射．當(dāng)胸章上1mm鋁片和3mm鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下的照相底片未被感光時，結(jié)合圖2分析工作人員受到了
β
β
射線的輻射；當(dāng)所有照相底片被感光時，工作人員受到了
γ
γ
射線的輻射．
（2）下列說法正確的是
A．盧瑟福的a粒子散射實驗揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
B．受普朗克量子論的啟發(fā)，愛因斯坦在對光電效應(yīng)的研究中，提出了光子說
C．核反應(yīng)方程
 
238
92
U→
 
234
90
Th+
 
4
2
He屬于裂變
D．宏觀物體的物質(zhì)波波長非常小，極易觀察到它的波動性
E．根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，物體具有的能量和它的質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系
F．β衰變中產(chǎn)生的β射線實際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的
G．中子與質(zhì)子結(jié)合成氘核的過程中需要吸收能量
H．升高放射性物質(zhì)的溫度，可縮短其半衰期
I．氫原子輻射出一個光子后，根據(jù)玻爾理論可知氫原子的電勢能增大，核外電子的運動加速度增大
J．對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”，入射光的波長必須小于這個波長，才能產(chǎn)生光電效應(yīng)
（3）如圖所示，質(zhì)量為M=2kg的足夠長的小平板車靜止在光滑水平面上，車的一端靜止著質(zhì)量為MA=2kg的物體A（可視為質(zhì)點）．一個質(zhì)量為m=20g的子彈以500m/s的水平速度迅即射穿A后，速度變?yōu)?00m/s，最后物體A靜止在車上．若物體A與小車間的動摩擦因數(shù)μ=0.5．（g取10m/s2）
①平板車最后的速度是多大？
②全過程損失的機(jī)械能為多少？
③A在平板車上滑行的距離為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?黑龍江模擬）（按題目要求作答，寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不得分）
如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的物體以v0=3.4m/s的初速度在動摩擦因數(shù)μ=0.2的水平桌面上滑行L=0.64m離開桌子邊緣落到水平地面上，已知桌面到地面的高度h=0.80m．（不計空氣阻力g取10m/s2）
求：（1）物體離開桌面邊緣時的速度大�。�
（2）物體落地點與桌子邊緣的水平距離．
（3）物體落地時的速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?青浦區(qū)模擬）如圖所示，質(zhì)量為m的帶電金屬小球，用絕緣細(xì)線與質(zhì)量為M（M=2m）的不帶電木球相連，兩球恰能在豎直向上的足夠大且場強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，以速度v勻速豎直向上運動，當(dāng)木球升至a點時，細(xì)線突然斷裂，木球升至b點時速度為零．則木球速度為零時，金屬球的速度大小為
3v
3v
，a、b之間的電勢差為
Ev2
2g
Ev2
2g
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2003?徐州一模）如圖所示，質(zhì)量為M的木板可以沿傾角為α的固定斜面無摩擦地滑下，欲使木板靜止在斜面上，木板上質(zhì)量為m的人應(yīng)以多大的加速度向下奔跑？

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同步練習(xí)冊答案