分析 (1)根據動能定理研究鐵塊向左運動到達豎直墻壁的過程求出到達豎直墻壁時的速度,再對彈回過程進行分析,鐵塊在小車上滑動,整體動量守恒,根據動量守恒定律和功能關系求解滑出時的速度;
(2)根據功能關系求出損失的機械能.
解答 解:設鐵塊向左運動到達豎直墻壁時的速度為v1,根據動能定理得:
-μmgL=$\frac{1}{2}$mv12-$\frac{1}{2}$mv02
代入數據解得:v1=4m/s
鐵塊與豎直墻發生彈性碰撞后向右運動,假設小鐵塊最終和平板車達到共速v2,規定向右為正方向,根據動量守恒定律得:
mv1=(M+m)v2
代入數據解得:v2=1m/s
設小鐵塊相對小車運動距離x與平板車達到共速,則根據功能關系得:
-μmgx=$\frac{1}{2}$(M+m)v22-$\frac{1}{2}$mv12
代入數據解得:x=$\frac{4}{3}$m
由于x>L說明鐵塊在沒有與平板車達到共速時就滑出平板車.
設滑離時鐵塊速度為v2,小車的速度為v3,由系統動量守恒和能量守恒可得:
mv1=mv2+mv3
$\frac{1}{2}$mv12=$\frac{1}{2}$mv22+$\frac{1}{2}$mv32+μmgL
代入數據聯立解得:v2=2.5m/s,v3=0.5m/s,所以最終小車的速度為0.5m/s;
(2)從鐵塊開始運動到滑離小車系統損失的機械能等于摩擦力與相對摩擦距離的乘積;
故Q=2μmgL=2×0.45×6×10×1=18J.
答:(1)鐵塊最終速度為0.5m/s;
(2)小鐵塊在平板上運動過程中系統損失的機械能是18J.
點評 本題考查動量守恒定律以及功能關系的分析和應用,首先要分析鐵塊的運動情況,對于鐵塊向右運動是否滑出平板車,我們可以采用假設法進行判斷,正確運用功能關系求解.
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 天花板與木塊間的彈力可能為零 | |
B. | 天花板與木塊間一定有摩擦力 | |
C. | 推力F逐漸增大的過程中,木塊受天花板的摩擦力一定增大 | |
D. | 推力F逐漸增大的過程中,木塊受天花板的摩擦力一定不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 1 | B. | $\frac{\sqrt{2}}{2}$ | C. | $\sqrt{2}$ | D. | 2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 一漁船向魚群發出超聲波,若魚群正向漁船靠近,則被魚群反射回來的超聲波與發出的超聲波相比頻率變大 | |
B. | 用2×106Hz的超聲波檢查膽結石(該超聲波在結石中的波速為2250m/s)是因為超聲波的波長短,遇到結石時不容易發生衍射 | |
C. | 干涉現象是波的特征,因此任何兩列波相遇時都會產生干涉現象 | |
D. | 介質中有一列簡諧機械波傳播,其中某個振動質點的振動方向一定垂直于波的傳播方向 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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