V=10.8m/s,
因vB<V說明A、B在沒有達到共同速度前就分離了
所以,B的最大速度為 vB=10m/s
這一步的關(guān)鍵就是對兩個臨界狀態(tài)進行分析和比較,最后確定B的最大速度。如果題中條件I=20N?s,將得出vB>V,就說明A、B在沒有分離前就達到了共同速度.則共同速度V就是B的最大速度,因為,A、B在達到共同速度后速度不再發(fā)生變化,也就不會再分離。做過這個題目后,對本題的分析和反思時應(yīng)該想到這一步。
(3) 由于羅倫茲力的影響A、B之間的摩擦力逐漸減少,因此無法用Q=fs相對求摩擦產(chǎn)生的熱量,只能根據(jù)機械能的減少等于內(nèi)能的增加來求解。
由于B物體在達到最大速度時,兩個物體已經(jīng)分離,就要根據(jù)動量守恒定律求這時A的速度,設(shè)當(dāng)物體B的速度最大時物體A的速度為vA
A、B系統(tǒng)動量守:Mv0=MvA+mvB
∴ vA=(Mv0-mvB)/M=11m/s
Q=ΔE=Mv02/2-MvA2/2-mvB2/2=28J
21、解析:(1)瞬時沖量和碰撞是一樣的,由于作用時間極短,可以忽略較小的外力的影響,而且認(rèn)為,沖量結(jié)束后物體B的速度仍為零.沖量是物體動量變化的原因,根據(jù)動量定理即可求的小車獲得的速度,進而求出小車的動能.
I=Mv, v=I/M=13m/s, E=Mv2/2=169J
(2)要想得知物體B的速度何時最大,就要對瞬時沖量結(jié)束后A、B物體相互作用的過程做一個較詳細(xì)的分析。小車A獲得水平向右的初速度后,由于A、B之間的摩擦,A向右減速運動,B向左加速運動,同時由于羅倫茲力的影響A、B之間的摩擦也發(fā)生變化,設(shè)A、B剛分離時速度為vB
qvBB=mg
? 即 vB=mg/Bq=10m/s
若A 、B能相對靜止,設(shè)共同速度為V,
由Mv0=(M+m)V
a2= =11.5m/s2
解得a1= =9.6m/s2
加速下落的高度為h1=6000-3000=3000m,
h1 = a1t 2
加速下落的時間為
(2)飛艇開始做減速運動時的速度為
v= a1t=240m/s
勻減速下落的最大高度為
h2 =3000-500=2500m
要使飛艇在下降到離地面500m時速度為零,飛艇減速時的加速度a2至少應(yīng)為
20、解析:本題是一個牛頓第二定律與運動學(xué)綜合的常規(guī)題,受力分析也不復(fù)雜,關(guān)鍵是要把握好兩個運動過程之間的聯(lián)系,知道第一階段勻加速運動的末速度就是第二階段勻減速運動的初速度,能夠把“飛船離地面的高度不低于500m”準(zhǔn)確的理解為末速度為零的勻減速運動。
(1)設(shè)飛艇加速下落的加速度為a1 ,
由牛頓第二定律得:mg-f=ma1
19、2.0xlO3N
18、
17、5.015
(1)瞬時沖量使小車獲得的動能
(2)物體B的最大速度?
(3)在A與B相互作用過程中系統(tǒng)增加的內(nèi)能?(g=10m/s2)
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
B
D
D
AB
A
C
A
BD
9
10
11
12
13
14
15
16
D
D
ABC
B
AD
C
C
A
20、(14分)在一次“模擬微重力環(huán)境”的實驗中,實驗人員乘座實驗飛艇到達6000m的高空,然后讓其由靜止下落,下落過程中飛艇所受空氣阻力為其重力的0.04倍,實驗人員可以在飛艇內(nèi)進行微重力影響的實驗,當(dāng)飛船下落到距地面的高度為3000m時,開始做勻減速運動,以保證飛艇離地面的高度不得低于500m,重力加速度g恒取10m/s2. 試計算:
(1)飛艇加速下落的時間
(2)飛艇勻減速運動時的加速度不得小于多少?
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