如圖甲所示，小車B靜止在光滑水平上，一個質(zhì)量為m的鐵塊A(可視為質(zhì)點)，以水平速度v0＝4.0m/s滑上小車B的左端，然后與小車右擋板碰撞，最后恰好滑到小車的中點，已知，小車車面長L＝1m．設(shè)A與擋板碰撞無機(jī)械能損失，碰撞時間可忽略不計，g取10m/s2，求：

(1)

A、B最后速度的大小

(2)

鐵塊A與小車B之間的動摩擦因數(shù)

(3)

鐵塊A與小車B的擋板相碰撞前后小車B的速度，并在圖乙坐標(biāo)中畫出A、B相對滑動過程中小車B相對地面的速度v－t圖線．

答案：
解析：

(1)

解：對A、B系統(tǒng)，由動量守恒定律：

Mv0＝(M＋m)v

得…………………………(4分)

(2)

解：A、B系統(tǒng)，由動量定理，對全過程有

μmg1.5L＝

解得…………………………(4分)

(3)

解：設(shè)A、B碰撞前速度分別為v10和v20

對系統(tǒng)動量守恒mv0＝mv1＋Mv2

對系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化和守恒

μmgL＝

帶入數(shù)據(jù)聯(lián)立方程，解得v10＝1＋＝2.732m/s(舍v10＝1－＝－0.732m/s)

v20＝1－＝0.423m/s…………………………(2分)

該過程小車B做勻加速運動，μmg＝MaM

aM＝m/s2

v20＝aMt1t1＝0.317s…………………………(1分)

A、B相碰，設(shè)A、B碰后A的速度為v1和v2

  1. ，對系統(tǒng)動量守恒mv0＝mv1＋Mv2

對系統(tǒng)機(jī)械能守恒

帶入數(shù)據(jù)聯(lián)立方程，解得v1＝1－＝－0.732m/s(舍v1＝1＋m/s)

“－”說明方向向左

v2＝1＋＝1.577m/s…………………………(2分)

該過程小車B做勻減速運動，－μmg＝MaM

aM＝－m/s2

到最終相對靜止v＝v2＋aMt2

t2＝0.433s…………………………(1分)

所以，運動的總時間為

t＝t1＋t2＝0.75s

小車B的v－t圖如下圖所示…………………………(2分)


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）某同學(xué)用游標(biāo)為20分度的卡尺測量一薄金屬圓板的直徑D，用螺旋測微器測量其厚度d，示數(shù)如圖所示．由圖可讀出D=
50.80
50.80
mm，d=
3.774
3.774
mm．
（2）用圖甲所示的實驗裝置做“研究平拋物體的運動”實驗．
①對于實驗的操作要求，下列說法正確的是
AD
AD

A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滾下
B．斜槽軌道必須光滑
C．斜槽軌道末端可以不水平
D．要使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些
E．為了比較準(zhǔn)確地描出小球運動的軌跡，應(yīng)該用一條曲線把所有的點連接起來
②根據(jù)實驗結(jié)果在坐標(biāo)紙上描出了小球水平拋出后的運動軌跡．部分運動軌跡如圖乙所示．圖中水平方向與豎直方向每小格的長度均為l，P1、P2和P3是軌跡圖線上的3個點，P1和P2、P2和P3之間的水平距離相等．若已測知拋出后小球在水平方向上做勻速運動，重力加速度為g．可求出小球從P1運動到P2所用的時間為
2
l
g
2
l
g
，小球拋出后的水平速度為
3
gl
3
gl
．
⑤
（3）興趣小組為測一遙控電動小車的額定功率，進(jìn)行了如下實驗：
①用天平測出電動小車的質(zhì)量為0.4kg；
②將電動小車、紙帶和打點計時器按如圖1所示安裝；
③接通打點計時器（其打點周期為0.02s）；
④使電動小車以額定功率加速運動，達(dá)到最大速度一段時間后關(guān)閉小車電源，待小車靜時再關(guān)閉打點計時器（設(shè)小車在整個過程中小車所受的阻力恒定）．
在上述過程中，打點計時器在紙帶上所打的部分點跡如圖2所示．請你分析紙帶數(shù)據(jù)，回答下列問題（計算結(jié)果取三位有效數(shù)字）：
（1）該電動小車運動的最大速度為
1.50
1.50
m/s；
（2）該電動小車被關(guān)閉電源后加速度大小為
2.00
2.00
m/s2；
（3）該電動小車的額定功率為
1.20
1.20
W．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）已知打點計時器接的交流電源頻率是f，用它記錄一個勻變速直線運動小車的位移，打出的一條紙帶和已選好的計數(shù)點0、1、2、3、4、5、6如圖1所示（已知相鄰兩計數(shù)點中間有四個點未畫出）．某同學(xué)測量出1與2兩點間的距離為S12，5與6兩點間的距離為S56，由此可算出小車運動的加速度為a=
S56-S12
100
f2
S56-S12
100
f2
．

（2）圖2為某次實驗中用游標(biāo)卡尺測量硬塑環(huán)外徑（甲圖）與內(nèi)徑（乙圖）的圖示，由圖可知該硬塑環(huán)的外徑為
6.580
6.580
cm，內(nèi)徑為
5.070
5.070
cm，平均厚度為
0.755
0.755
cm．
（3）氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵將壓縮空氣通過導(dǎo)軌的眾多小孔高速噴出，在導(dǎo)軌與滑塊之間形成薄薄一層氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上．由于氣墊的摩擦力極小，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可很好地近似為沒有摩擦的運動．我們可以用固定在氣墊導(dǎo)軌上的光電門A、B和光電計時裝置，以及帶有I形擋光條的滑塊C、D來驗證動量守恒定律．已知I形擋光條的持續(xù)擋光寬度為L，實驗裝置如圖3所示，采用的實驗步驟如下：
a．調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌底座螺母，觀察導(dǎo)軌上的氣泡儀，使導(dǎo)軌成水平狀態(tài)；
b．在滑塊C、D間放入一個輕質(zhì)彈簧，用一條橡皮筋捆綁箍住三者成一水平整體，靜置于導(dǎo)軌中部；
c．將光電門盡量靠近滑塊C、D兩端；
d．燒斷捆綁的橡皮筋，使滑塊C、D在彈簧作用下分離，分別通過光電門A、B；
e．由光電計時器記錄滑塊C第一次通過光電門A時I形擋光條持續(xù)擋光的時間tC，以及滑塊D第一次通過光電門B時I形擋光條持續(xù)擋光的時間tD．
①實驗中還應(yīng)測量的物理量是
滑塊C、D的質(zhì)量mC、mD
滑塊C、D的質(zhì)量mC、mD
；
②根據(jù)上述測量的實驗數(shù)據(jù)及已知量，驗證動量守恒定律的表達(dá)式是
mC
tC
=
mD
tD
mC
tC
=
mD
tD
；
上式中算得的C、D兩滑塊的動量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的主要原因是
塊與氣軌間仍存在摩擦，氣軌未完全水平
塊與氣軌間仍存在摩擦，氣軌未完全水平
；
③利用上述實驗數(shù)據(jù)能否測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大��？如能，請寫出計算表達(dá)式
Ep=
1
2
mC(
L
tC
)2+
1
2
mD(
L
tD
)2
Ep=
1
2
mC(
L
tC
)2+
1
2
mD(
L
tD
)2
．

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科目：高中物理 來源：2011年1月理科綜合物理實驗試卷（二）（解析版） 題型：填空題

（1）已知打點計時器接的交流電源頻率是f，用它記錄一個勻變速直線運動小車的位移，打出的一條紙帶和已選好的計數(shù)點0、1、2、3、4、5、6如圖1所示（已知相鄰兩計數(shù)點中間有四個點未畫出）．某同學(xué)測量出1與2兩點間的距離為S12，5與6兩點間的距離為S56，由此可算出小車運動的加速度為a=    ．

（2）圖2為某次實驗中用游標(biāo)卡尺測量硬塑環(huán)外徑（甲圖）與內(nèi)徑（乙圖）的圖示，由圖可知該硬塑環(huán)的外徑為    cm，內(nèi)徑為    cm，平均厚度為    cm．
（3）氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實驗儀器，它是利用氣泵將壓縮空氣通過導(dǎo)軌的眾多小孔高速噴出，在導(dǎo)軌與滑塊之間形成薄薄一層氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上．由于氣墊的摩擦力極小，滑塊在導(dǎo)軌上的運動可很好地近似為沒有摩擦的運動．我們可以用固定在氣墊導(dǎo)軌上的光電門A、B和光電計時裝置，以及帶有I形擋光條的滑塊C、D來驗證動量守恒定律．已知I形擋光條的持續(xù)擋光寬度為L，實驗裝置如圖3所示，采用的實驗步驟如下：
a．調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌底座螺母，觀察導(dǎo)軌上的氣泡儀，使導(dǎo)軌成水平狀態(tài)；
b．在滑塊C、D間放入一個輕質(zhì)彈簧，用一條橡皮筋捆綁箍住三者成一水平整體，靜置于導(dǎo)軌中部；
c．將光電門盡量靠近滑塊C、D兩端；
d．燒斷捆綁的橡皮筋，使滑塊C、D在彈簧作用下分離，分別通過光電門A、B；
e．由光電計時器記錄滑塊C第一次通過光電門A時I形擋光條持續(xù)擋光的時間tC，以及滑塊D第一次通過光電門B時I形擋光條持續(xù)擋光的時間tD．
①實驗中還應(yīng)測量的物理量是    ；
②根據(jù)上述測量的實驗數(shù)據(jù)及已知量，驗證動量守恒定律的表達(dá)式是    ；
上式中算得的C、D兩滑塊的動量大小并不完全相等，產(chǎn)生誤差的主要原因是    ；
③利用上述實驗數(shù)據(jù)能否測出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小？如能，請寫出計算表達(dá)式    ．

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