【題目】質(zhì)量M=2kg的小車靜止在光滑地面上，小車的左端緊靠豎直臺(tái)階，臺(tái)階的上表面與小車上表面等高，臺(tái)階的上表面光滑，右側(cè)臺(tái)階與左側(cè)等高，B點(diǎn)固定一個(gè)半徑為R=0.2m的豎直光滑圓軌道。質(zhì)量為m=2kg的小滑塊P以初速度vo=4m/s向右運(yùn)動(dòng)并與靜止在小車左端、質(zhì)量也為m2=2kg小物塊Q發(fā)生彈性碰撞，碰后小物塊Q和小車一起向右滑動(dòng)，且小車與右側(cè)臺(tái)階相撞前恰好不滑離小車，小車與臺(tái)階碰后速度立即減為零。已知P、Q均可看作質(zhì)點(diǎn)，B點(diǎn)左側(cè)水平面光滑右側(cè)水平面粗糙，若小物塊速度足夠大則能從B點(diǎn)向右滑上圓軌道經(jīng)一個(gè)圓周再從B點(diǎn)向右滑離軌道。小物塊Q與小車上表而及B點(diǎn)右側(cè)水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為p=0.5,重力加速度為g=10m/s",A點(diǎn)為右側(cè)臺(tái)階的左端點(diǎn)。求：

(1)碰后小物塊Q的初速度；

(2)小車的長度及左右臺(tái)階間的距離；

(3)小物塊Q沖上光滑圓軌道后能否做完整的因周運(yùn)動(dòng)，若能，請計(jì)算出小物塊停止運(yùn)動(dòng)時(shí)距B點(diǎn)的距離；若不能，請求出小物塊相對于小車凈止時(shí)距A點(diǎn)的距離。

【答案】(1)4m/s；方向水平向右(2)0.8m；1.2m (3)0.3m

【解析】(1)小物塊P、Q發(fā)生彈性碰撞，碰后速度分別為vP、vQ

由動(dòng)量守恒知

聯(lián)立vP=0，vQ =4m/s 方向水平向右

(2)小物塊Q在小車的上表面滑動(dòng)的過程中，因受滑動(dòng)摩擦力的作用，小物塊作減速運(yùn)動(dòng)，小車做加速運(yùn)動(dòng)

則

相對運(yùn)動(dòng)過程中系統(tǒng)的能量守恒，

聯(lián)立解得：，L=0.8m

小車向右滑行的加速度為

小車向右運(yùn)動(dòng)的距離為

左右臺(tái)階間的距離為

(3)設(shè)小物塊不能滑到與圓軌道的圓心等高處，則有

上升高度為

由于h=R，得小物塊滑離軌道后以v=2m/s速度滑上小車，設(shè)在小車上滑行s距離時(shí)與小車速度相同，

由動(dòng)量守恒和能量守恒得

得 ，

此過程中小車向左運(yùn)動(dòng)得最大距離

此時(shí)小物塊相對于A點(diǎn)的距離為

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在同一水平面內(nèi)有兩根光滑平行金屬導(dǎo)軌MN和PQ，在兩導(dǎo)軌之間豎直放置通電螺線管，ab和cd是放在導(dǎo)軌上的兩根金屬棒，它們分別放在螺線管的左右兩側(cè)，保持開關(guān)閉合，最初兩金屬棒處于靜止?fàn)顟B(tài)．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向右滑動(dòng)時(shí)，ab和cd兩棒的運(yùn)動(dòng)情況是

A. ab、cd都向左運(yùn)動(dòng)

B. ab、cd都向右運(yùn)動(dòng)

C. ab向左，cd向右

D. ab向右，cd向左

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3、R4均為定值電阻，開關(guān)S是閉合的．V1 和V2 為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；A1 、A2 和A3 為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3.現(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是(　　)

A. U2變小、I3變小

B. U2不變、I3變大

C. I1變小、I2變小

D. I1變大、I2變大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為M，傾角為θ的光滑斜面靜止在粗糙的水平面上，斜面上有一倒扣的直角三角形物塊m，現(xiàn)對物塊m施加一水平向左的推力F，使物塊m與斜面一起向左做加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g.求：

(1)物塊對斜面的壓力；

(2)水平推力F的大�。�

(3)粗糙地面與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】小金屬球質(zhì)量為m、用長L的輕懸線固定于O點(diǎn)，在O點(diǎn)的正下方處釘有一顆釘子P，把懸線沿水平方向拉直，如圖所示，無初速度釋放小金屬球，當(dāng)懸線碰到釘子的瞬間（設(shè)線沒有斷），則

A．小球的角速度不變 B．小球的線速度突然減小

C．小球的向心加速度突然增大 D．懸線的張力突然增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪的半徑是4r，小輪的半徑是2r，b點(diǎn)和c點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上，在傳動(dòng)過程中皮帶不打滑，則

A. a點(diǎn)和c點(diǎn)的向心加速度大小相等 B. b點(diǎn)和c點(diǎn)的線速度大小相等

C. a點(diǎn)和c點(diǎn)的線速度大小相等 D. a點(diǎn)和b點(diǎn)的角速度大小相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量和電量都相等的帶電粒子M和N，以不同的速率經(jīng)小孔S垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，運(yùn)行的半圓軌跡如圖兩種虛線所示，下列表述正確的是

A. M帶負(fù)電，N帶正電

B. M的速度率小于N的速率

C. 洛倫磁力對M做正功、對N做負(fù)功

D. M的運(yùn)行時(shí)間大于N的運(yùn)行時(shí)間

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為現(xiàn)在最為暢銷的霧霾廢氣凈化裝置，受污染的廢氣經(jīng)電離后通過該裝置進(jìn)行過濾，凈化后的空氣由右端噴出，圖中虛線是電離后帶負(fù)電的廢氣粒子（不計(jì)重力）在過濾裝置中的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)線為電場線，A、B兩點(diǎn)為運(yùn)動(dòng)軌跡與裝置兩極板間電場線的交點(diǎn)。忽略廢氣粒子在此凈化過程中的相互作用以及電量變化，下列說法正確的是

A. 廢氣粒子在A點(diǎn)電勢能大于在B點(diǎn)電勢能

B. A點(diǎn)的電勢高于B點(diǎn)的電勢

C. 廢氣粒子在此過程中做類平拋運(yùn)動(dòng)

D. 廢氣粒子在A點(diǎn)的加速度大于在B點(diǎn)的加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某科研單位設(shè)計(jì)了一空間飛行器，飛行器從地面起飛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力方向與水平方向夾角α=60°，使飛行器恰好沿與水平方向成θ=30°角的直線斜向行上方由靜止開始勻加速飛行，如圖所示。經(jīng)時(shí)間t后，將動(dòng)力的方向沿逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°同時(shí)適當(dāng)調(diào)節(jié)其大小，使飛行器依然可以沿原方向勻減速飛行。飛行器所受空氣阻力不計(jì)。下列說法中正確的是

A. 加速時(shí)動(dòng)力的大小等于

B. 加速與減速時(shí)的加速度大小之比為2:1

C. 減速飛行時(shí)間t后速度減為零

D. 加速過程發(fā)生的位移與減速到零的過程發(fā)生的位移大小之比為2:1

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