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题型:简答题
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简答题

一个平板小车置于光滑水平面上,其右端恰好和一个光滑圆弧轨道AB的底端等高对接,如图所示.已知小车质量M=2kg,小车足够长,圆弧轨道半径R=0.8m.现将一质量m=0.5kg的小滑块,由轨道顶端A点无初速释放,滑块滑到B端后冲上小车.滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2.求:

(1)滑块到达B端时,速度为多少?对轨道的压力多大?

(2)经多长的时间物块与小车相对静止?

(3)小车运动2s时,小车右端距轨道B端的距离;

(4)系统在整个过程中增加的内能.

正确答案

解:(1)A到B过程,由动能定理:

在B点:

联立①②两式并代入数据得:vB=4m/s,N=15N

有牛顿第三定律得物块对轨道的压力为15N.

(2)对物块和小车受力分析如图所示:

物块:μmg=ma1

小车:μmg=Ma2

代入数据解得:a1=2m/s2   a2=0.5m/s2

当物块与小车相对静止时,两车速度相等,即:vB-a1t=a2t

代入数据解得:t=1.6s.

(3)在1.6s内,小车做匀加速运动:s==0.64m    

1.6s后,物块与小车一起匀速运动:v=a2t=0.8s

s′=vt′=0.8×(2-1.6)=0.32m

故2s内小车距轨道B端的距离为:s+s′=0.96m.

(4)物块与小车有相对滑动的过程中有热量产生,该过程中:

物块的位移:s1=

小车的位移:s2=

故相对位移为:△s=s1-s2=3.2m

该过程产生的内能为:Q=μmg•△s=3.2J.

答:(1)滑块到达B端时,速度为4m/s,对轨道的压力为15N.

(2)经1.6s的时间物块与小车相对静止.

(3)小车运动2s时,小车右端距轨道B端的距离为0.96m.

(4)系统在整个过程中增加的内能为3.2J.

解析

解:(1)A到B过程,由动能定理:

在B点:

联立①②两式并代入数据得:vB=4m/s,N=15N

有牛顿第三定律得物块对轨道的压力为15N.

(2)对物块和小车受力分析如图所示:

物块:μmg=ma1

小车:μmg=Ma2

代入数据解得:a1=2m/s2   a2=0.5m/s2

当物块与小车相对静止时,两车速度相等,即:vB-a1t=a2t

代入数据解得:t=1.6s.

(3)在1.6s内,小车做匀加速运动:s==0.64m    

1.6s后,物块与小车一起匀速运动:v=a2t=0.8s

s′=vt′=0.8×(2-1.6)=0.32m

故2s内小车距轨道B端的距离为:s+s′=0.96m.

(4)物块与小车有相对滑动的过程中有热量产生,该过程中:

物块的位移:s1=

小车的位移:s2=

故相对位移为:△s=s1-s2=3.2m

该过程产生的内能为:Q=μmg•△s=3.2J.

答:(1)滑块到达B端时,速度为4m/s,对轨道的压力为15N.

(2)经1.6s的时间物块与小车相对静止.

(3)小车运动2s时,小车右端距轨道B端的距离为0.96m.

(4)系统在整个过程中增加的内能为3.2J.

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题型: 单选题
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单选题

改变汽车的质量和速度,都能使汽车的动能发生变化,在下面4种情况中,能使汽车的动能变为原来的4倍的是(  )

A质量不变,速度增大到原来的4倍

B质量不变,速度增大到原来的2倍

C速度不变,质量增大到原来的2倍

D速度不变,质量增大到原来的8倍

正确答案

B

解析

解:A、质量不变,速度增大到原来的4倍,根据EK= mV2,可知EK′= m(4V)2=16EK,所以A错误.

B、质量不变,速度增大到原来的2倍,根据EK= mV2,可知EK′= m(2V)2=4EK,所以B正确.

C、速度不变,质量增大到原来的2倍,根据EK=mV2,可知EK′=•2mV2=2EK,所以C错误.

D、速度不变,质量增大到原来的8倍,根据EK= mV2,可知EK′=•8mV2=8EK,所以D错误.

故选B.

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题型:填空题
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填空题

质量为0.01kg的子弹,以200m/s的速度射出枪口时,其动能为______J.

正确答案

200

解析

解:子弹动能Ek==×0.01kg×(200m/s)2=200J

故答案为:200J

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题型: 单选题
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单选题

如图,质量为m的物体静止在光滑的平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮,由地面上的人拉着匀速向右以速度v0走动.则绳子与竖直方向夹角由0°变成45°过程中,人做功为(  )

Amv02

Bmv02

Cmv02

Dmv02

正确答案

C

解析

解:将人的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,在沿绳子方向的分速度大小等于物体的速度大小,则有:

v=v0cos45°

根据动能定理:W=

故选:C

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题型:填空题
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填空题

把质量为0.5kg的石块从10m高处以30°角斜向上抛出,初速度是v0=5m/s.不计空气阻力(g取10m/s2),石块落地的速度多大______

正确答案

15m/s

解析

解:因为只有重力做功,机械能守恒.规定地面为0势能平面.

代入数据,得v=15m/s.

故答案为:15m/s

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