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题目
题型:不详难度:来源:
如图所示,A是置于光滑水平面上的表面绝缘、质量m1="1" kg的小车,小车的左端放置有一个可视为质点的、质量m2=2 kg、电荷量q=+1×10-4 C的小物块B,距小车右端s=2 m处有一竖直的墙壁。小车所在空间有一个可以通过开关控制其有、无的水平向右的匀强电场,电场强度的大小为E=3×104N/C。若小车A和小物块B一起由静止开始运动,且在小车与墙壁碰撞的瞬间撤去电场;碰撞时间忽略不计,碰撞过程无机械能的损失;小物块B始终未到达小车A的右端,它们之问的动摩擦因数=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。小车不带电,g取10 m/s2。求:
(1)有电场作用时小车A所受的摩擦力大小和方向?
(2)小车A第一次与墙壁相碰后向左运动的最远距离为多少?
(3)小车A第二次与墙壁相碰时的速度为多少?
(4)要使小物块B最终不滑离小车A,小车的长度至少多长?
答案
(1)假设小车A与小物块B相对静止,以A、B整体为研究对象
由牛顿第二定律得qE=(m1+m2)a   (1分)
解得a=1 m/s2   (1分)
再以小车A为研究对象,设它受到的静摩擦力为,A、B之间的最大静摩擦力为
由牛顿第二定律得   (2分)
<,故假设成立。小车A所受的摩擦力大小为1N,方向水平向右  (2分)
(2)设小车A和小物块B第一次与墙壁相碰前瞬间的速度为
由运动学规律有  (1分)
解得   (1分)
小车A与墙壁相碰后瞬间速度大小不变,方向向左,小物块B速度不变。由于B的动
量大于A的动量,因此A向左做匀减速运动的速度减为零时,向左运动的距离最远,设这个距离为
由动能定理有   (1分)
解得  (2分)
(3)接着小车A又向右做初速度为零的匀加速运动,假设小车A和小物块B先达到共同速度后再与墙壁相碰,且设第二次与墙壁相碰前瞬间的速度为
由动量守恒定律得   (2分)
解得   (1分)
设小车A由速度为零到达到共同速度所通过的距离为s2
由动能定理有  (1分)
解得,所以,假设成立   (1分)
 (4)小车A与小物块B最终将停止在墙角处,设小车至少长L
由能量守恒定律得  (2分)
代入数据得L="1.5" m   (2分)
解析

核心考点
试题【如图所示,A是置于光滑水平面上的表面绝缘、质量m1="1" kg的小车,小车的左端放置有一个可视为质点的、质量m2=2 kg、电荷量q=+1×10-4 C的小物】;主要考察你对动量守恒定律等知识点的理解。[详细]
举一反三
质量相同的物体A、B静止在光滑的水平面上,用质量和水平速度相同的子弹a、b分别射击A、B,最终a子弹留在A物体内,b子弹穿过B,A、B速度大小分别为vA和vB,则      (A)vA>vB             (B)vA<vB             (C)vA=vB        (D)条件不足,无法判定
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如图所示,在一个足够大的光滑平面内有A、B两个质量相同的木块,中间用轻质弹簧相连,今对B施以水平冲量FΔt(Δt极短),此后A、B的情况是

(A)在任意时刻,A、B的加速度相同
(B)弹簧伸长到最长时,A、B的速度相同
(C)弹簧恢复到原长时.A、B的动量相同
(D)弹簧压缩到最短时,系统总动能最少
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质量为m的小球A在光滑的水平面上以速度v与静止在光滑水平面上的质量为2m的小球B发生正碰,碰撞后,A球的动能变为原来的1/9,那么碰撞后B球的速度夫小可能是
A.B.C.D.

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在一条直线上相同运动的甲、乙两个小球,它们的动能相等,已知甲球的质量大于乙球的质量.它们正碰后可能发生的情况是
A.甲球停下,乙球反向运动B.甲球反向运动,乙球停下
C.甲、乙两球都反向运动D.甲、乙两球都反向运动,且动能仍相等

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如图所示,MN为水平地面,A、B物块与O点左侧地面的滑动摩檫因素为,右侧是光滑的,一轻质弹簧右端固定在墙壁上,左端与静止在O点、质量为 m的小物块A连接,弹簧处于原长状态。 质量为2m的物块B静止在C处, 受到水平瞬时冲量作用后获得向右的速度v0,物块B运动到O点与物块A相碰后一起向右运动,碰撞不粘连(设碰撞时间极短),不计空气阻力。CO=5L,物块B和物块A均可视为质点. 求物块B最终停止的位置离O点多远?
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