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如图所示,质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上,给 小车施加一个水平向右的...

如图所示,质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上,给 小车施加一个水平向右的恒力F=8.0N.当向右运动的速度达到u=1.5m/s时,有一物块以水平向左的初速度v=1.0m/s滑上小车的右端.小物块的质量m=2.0kg,物块与小车表面的动摩擦因数μ=0.20.设小车足够长,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)物块从滑上小车开始,经过多长的速度减小为零.
(2)物块在小车上相对滑动的过程,物块相对地面的位移.
(3)物块在小车上相对小车滑动的过程中,系统产生的内能?(保留两位有效数字)

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(1)物块滑上小车后,受到向右的滑动摩擦力而做匀减速运动,由牛顿第二定律求得加速度,根据运动学速度公式求时间. (2)先根据牛顿第二定律求出小车的加速度.当滑块与小车相对静止时,两者速度相等,由运动学速度公式求得经历的时间,再由位移公式求出物块相对地面的位移. (3)系统产生的内能:E=f△s,△s是相对位移. 【解析】 (1)设物块滑上小车后,做加速度为am的匀变速运动,经过时间t1速度减为零,根据牛顿第二定律得      μmg=mam   又 0=v-amt1   解得  am=2m/s2,=0.5s (2)小车做加速度为aM的匀加速运动,根据牛顿第二定律    F-μmg=MaM 解得    设经过t物块与小车具有共同的速度v,物块对地的位移为s1,小车运动的位移为s2,取向右为正方向. 则对物块:v=-v+amt, 对小车:v=u+aMt, 联立解得:s1=1.1m,s2=3.2m (3)系统产生的内能:E=μmg(s2-s1)=8.4J 答: (1)物块从滑上小车开始,经过0.5s的速度减小为零. (2)物块在小车上相对滑动的过程,物块相对地面的位移是1.1m. (3)物块在小车上相对小车滑动的过程中,系统产生的内能是8.4J.
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考点分析:
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(2)弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表:
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(1)以上哪一个措施中有何重大错误?
(2)在改正了上述错误之后,保持小车和砝码的总质量M不变.反复改变沙的质量,并测得一系列数据,结果发现小车受到的合外力(小桶及砂的重量)与加速度的比值略大于小车和砝 码的总质量M,经检查发现滑轮非常光滑,打点计时器工作正常,且事先基本上平衡了摩擦力,那么出现这种情况的主要原因是什么?
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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