- 动能
- 共2155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:①
在B点:②
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:①
在B点:②
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.
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( )
正确答案
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.
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
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( )
正确答案
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物=v0cos45°
根据动能定理:W=
故选:C
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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