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如图所示的水平地面,ab段粗糙,bc段光滑.可视为质点的物体A和B紧靠在一起,静...

如图所示的水平地面,ab段粗糙,bc段光滑.可视为质点的物体A和B紧靠在一起,静止于b 处,已知A的质量为3m,B的质量为m.两物体在足够大的内力作用下突然沿水平方向左右分离,获得的总动能为E.B碰到c处的墙壁后等速率反弹,并追上已停在ab段的A.A、B与ab段的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g.求:
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(1)分离瞬间A、B的速度大小;
(2)A从分离到第一次停止的时间;
(3)B第一次追上A时的速度大小.
(1)分离过程,AB的总动量守恒、能量也守恒,由两大守恒定律结合可求出分离瞬间A、B的速度大小; (2)A、B分离后,A物体向左匀减速滑行,由牛顿第二定律可求出滑行的加速度,由运动学公式求解A从分离到第一次停止的时间; (3)A、B分离后,可根据动能定时求出A向左滑行的距离.B追上A时在粗糙面上滑行距离与A滑行的距离相等,由动能定理求解B第一次追上A时的速度大小. 【解析】 (1)物体A、B在内力作用下分离,设分离瞬间A速度大小为vA,B速度大小为vB,由A、B系统动量守恒定律有:   3mvA=mvB …① 又由题意可知:…② 联立①②可得:…③ …④ (2)A、B分离后,A物体向左匀减速滑行,设滑行时间为tA,加速度大小为aA 对A应用牛顿第二定律:μ•3mg=3maA…⑤ 得:a=μg   A匀减速到停止的时间:…⑥ 联立③⑤⑥解得:…⑦ (3)A、B分离后,A物体向左匀减速滑行,设滑行距离为sA 对A应用动能定理:…⑧ 设B物体碰墙反弹后追上已停下的A物体时速度大小为v, 对B应用动能定理:…⑨ 又因为B追上A时在粗糙面上滑行距离:sB=sA…⑩ 联立解得: 答: (1)分离瞬间A、B的速度大小分别是,; (2)A从分离到第一次停止的时间为; (3)B第一次追上A时的速度大小为.
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考点分析:
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(1)用图(a)所示的实验装置验证牛顿第二定律.
①完成平衡摩擦力的相关内容:
(i)取下砂桶,把木板不带滑轮的一端垫高,接通打点计时器电源,______(选填“静止释放”或“轻推”)小车,让小车拖着纸带运动.
(ii)如果打出的纸带如图(b)所示,则应______(选填“增大”或“减小”)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹______,平衡摩擦力才完成.
②某同学实验时得到如图(c)所示的a-F图象,则该同学验证的是:在______条件下,______成正比.
(2)某同学将完好的仪器连接成如图(d)所示电路(其中滑动变阻器的连线没有画出),用来探究小灯泡电阻与电压的关系.
①闭合开关进行实验时发现,无论怎样移动滑片P,电压表和电流表的示数都不为零,但始终没有变化.则该同学把滑动变阻器接入电路中的方式可能是______(填写选项代号)
a.G与C相连,F与H相连    b.G与C相连,D与H相连
c.G与E相连,F与H相连    d.G与E相连,D与H相连
②在图(d)中将滑动变阻器正确接入电路中.要求:灯泡两端的电压可以从零开始进行调节.
③在正确操作下,该同学得到灯丝两端电压U和对应电阻R的数据如下表:
(i)根据表中数据在坐标中描出R-U图线;(ii)根据图线,可以得到灯丝在未通电时的阻值约为______Ω.
U/V1.02.03.04.06.08.010.012.0
R/Ω2.13.03.84.45.25.65.96.0

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B.加速度一直保持不变
C.电流方向沿棒由a向b
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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