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如图所示,质量M=0.8kg的小车静止在光滑的水平面上,左端紧靠竖直墙.在车上左...

如图所示,质量M=0.8kg的小车静止在光滑的水平面上,左端紧靠竖直墙.在车上左端水平固定着一只弹簧,弹簧右端放一个质量m=0.2kg的滑块,弹簧为原长时,滑块位于C处(滑块可以视为质点),车的上表面AC部分为光滑水平面,CB部分为粗糙水平面.CB长l=1m、与滑块的摩擦因数μ=0.4.水平向左推动滑块,将弹簧压缩,然后再把滑块从静止释放,在压缩弹簧过程中推力做功2.5J,滑块释放后将在车上往复运动,最终停在车上某处.设滑块与车的B端碰撞时机械能无
损失,g取10m/s2,求:
(1)滑块释放后,第一次离开弹簧时的速度大小;
(2)小车和滑块最终的速度多大,方向如何?
(3)滑块停在车上的位置离B端多远?

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(1)释放滑块后,弹簧对滑块做功,弹簧的弹性势能转化为滑块的动能,由机械能守恒定律可以求出滑块的速度. (2)滑块与车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律求出它们的共同速度. (3)由能量守恒定律求出滑块在车上滑行的距离. 【解析】 (1)由功能关系得Ep=W=2.5J 对滑块和弹簧组成的系统,由机械能守恒得:Ep=mv2 解得 v=5m/s (2)滑块与车组成的系统动量守恒,则得:mv=(M+m)v, 解得:车与滑块的共同速度v=1m/s,方向水平向右 (3)对车与滑块组成的系统,由能量守恒定律得    μmgs=m v2-(M+m)v2 解得 s=2.5m 则得 s=2.5l,即滑块将停在车上CB的中点距B端0.5m处 答: (1)滑块释放后,第一次离开弹簧时的速度大小是5m/s; (2)小车和滑块最终的速度大小是1m/s,方向水平向右. (3)滑块停在车上的位置离B端0.5m.
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考点分析:
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(1)无电场区域位于区域左侧一半内时,如图甲所示,电子的初速应满足什么条件?
(2)无电场区域的左边界离区域左边的距离为x时,如图乙所示,电子的初速又应满足什么条件.

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(2)小球初速度的大小.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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