分析 (1)由機(jī)械能守恒定律求出A與B碰前的速度,然后由動(dòng)量守恒定律求出碰后瞬間的共同速度.
(2)和B一起運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度時(shí)合力為零,可得到彈簧的彈力大小,再對C研究,由平衡條件及牛頓第三定律求出C對地面的壓力.
(3)物體C恰好離開擋板時(shí),彈簧的拉力應(yīng)等于其重力沿斜面向下的分力,由機(jī)械能守恒定律求出A的下落高度.
解答 解:(1)設(shè)物體A與B碰前速度為v1,對物體A,由機(jī)械能守恒定律得:
MgHsinθ=$\frac{1}{2}$Mv12,
解得:v1=$\sqrt{2gHsinθ}$.
設(shè)A、B碰撞后共同速度為v2,取向下為正方向,則由動(dòng)量守恒定律得:
Mv1=2Mv2,
解得:v2=$\sqrt{\frac{1}{2}gHsinθ}$.
(2)當(dāng)A、B達(dá)到最大速度時(shí),A、B所受合外力為零,設(shè)此時(shí)彈力為F,對A、B由平衡條件得:F=2Mgsinθ.
設(shè)地面對C的支持力為N,對ABC整體,因加速度為零,所以根據(jù)牛頓第二定律得:N=3Mgsinθ.
由牛頓第三定律得C對地面的壓力大小為:N′=3Mgsinθ.
(3)設(shè)物體A從距B的高度h處滑下時(shí)才能使物體C恰好離開擋板,根據(jù)(1)的結(jié)果,
A、B碰撞后共同速度為:v2=$\sqrt{\frac{1}{2}ghsinθ}$.
當(dāng)C剛好離開地面時(shí),彈簧的彈力為:F=Mgsinθ
由胡克定律得彈簧伸長量為:x=$\frac{F}{k}$=$\frac{Mgsinθ}{k}$.
根據(jù)對稱性,當(dāng)A、B一起上升到彈簧伸長為x時(shí)彈簧的勢能與A、B碰撞后瞬間的彈性勢能相等.則對A、B一起運(yùn)動(dòng)到C剛好離開地面的過程中,由機(jī)械能守恒得:
$\frac{1}{2}$×2Mv22=2Mgsinθ•2x
聯(lián)立以上方程解得:h=$\frac{8Mgsinθ}{k}$
答:(1)A與B碰撞后瞬間的速度大小為$\sqrt{\frac{1}{2}gHsinθ}$..
(2)A和B一起運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大速度時(shí),物體C對水平地面的壓力為3Mgsinθ.
(3)開始時(shí),物體A從距B的距離為$\frac{8Mgsinθ}{k}$處由靜止釋放時(shí),在以后的運(yùn)動(dòng)中才能使物體C恰好離開擋板.
點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵要分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過程,把握C離開擋板時(shí)的臨界條件,應(yīng)用動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、平衡條件即可正確解題.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 物塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動(dòng)能為(F-f)(l+x) | |
B. | 物塊到達(dá)小車最右端時(shí),小車具有的動(dòng)能為fx | |
C. | 物塊和小車系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量為fl | |
D. | 物塊和小車系統(tǒng)增加的機(jī)械能為F(l+x) |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 汽車速度計(jì)上顯示90km/h,指的是平均速度 | |
B. | 子彈以900m/s的速度從槍口射出,指的是瞬時(shí)速度 | |
C. | 跳高運(yùn)動(dòng)員起跳后到達(dá)最高點(diǎn)的速度指的是平均速度 | |
D. | 汽車通過四千多米長的大橋的速度是瞬時(shí)速度 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
計(jì)數(shù)點(diǎn) | B | C | D | E | F |
速度平方差△v2/(m•s-1)2 | 1.38 | 2.45 | 5.52 | 7.50 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 摩擦力一定做負(fù)功 | |
B. | 動(dòng)力對物體做正功,阻力對物體做負(fù)功 | |
C. | 力對物體做功的正負(fù),取決于力和位移的方向關(guān)系 | |
D. | 功有正、負(fù)之分,所以功可能有方向性 |
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