一个木箱放在水平地面上小明同学用5n-一木箱静止在长平板车上
(1)平板车跟墙壁碰撞的时间很短,碰撞时没有机械能损失,
则平板车跟右侧墙壁相碰后反向运动,速度大小不变,方向相反,
车反向运动后.车与物块有相对运动,车与物块之间存在滑动变阻器,大小为:f=μmg,
车与物块组成的系统动量守恒,设物块与车共同速度为v1,以车的速度方向为正反向,
对车与物块组成的系统,由动量守恒定律得:Mv0-mv0=(M+m)v1,
当物块与车的速度相等,物块到达车的尾部时,物块恰好不从车上掉下,
设平板车的长至少为L,对车与物块组成的系统,由能量守恒定律得:
1 |
2 |
v | 20 |
1 |
2 |
v | 21 |
1 |
2 |
8
| ||
3μg |
(2)对车与物块组成的系统,由动量守恒定律得:Mv0-mv0=(M+m)v1,
即:2mv0-mv0=(2m+m)v1,解得:v1=
1 |
3 |
即平板车与物块一起以速度v1向左运动,车与左侧墙壁碰撞,
以向右为正方向,由动量守恒定律得:Mv1-mv0=(M+m)v2,
即:2mv1-mv1=(2m+m)v2,解得:v1=(
1 |
3 |
…
经过n次碰撞后,车与物块一起运动的速度:vn=(
1 |
3 |
(3)每次碰撞后,由于要克服摩擦力做功,车与物块组成的机械能要减少,
经过足够多次碰撞后,最终车与物块的机械能完全转化为内能,机械能为零,
由能量守恒定律地:μmgs=
1 |
2 |
3
| ||
2μg |
答:(1)平板车的长度L至少为
8
| ||
3μg |
(2)碰撞n次后,物块跟车一起运动的速度vn=(
1 |
3 |
(3)在车与左右墙壁来回碰撞的整个过程中,小物块在车表面相对于车滑动的总路程s=
3
| ||
2μg |
如图所示,一质量M=50kg、长L=3m的平板车静止在光滑的水平地面上,平板车上表面距地面的高度h=1.8m.一质
(1)由运动学公式L=
v02?v2 |
2μg |
得v=
v02?2μgL |
因此有v=
|
|
大致如图(2m/s以外部分为双曲线的一部分).
(2)①对A有μmg=maA…①得aA=?g=2?m/s2?
木板B作加速运动,有F+?mg=MaB,…②得:aB=14?m/s2?
两者速度相同时,有v0-aAt=aBt,得:t=0.25s
②物体A不从B?右端滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v1,
则:
v02?
| ||
2aA |
| ||
2aB |
又:
v0?v1 |
aA |
如图所示,质量为m=1kg,长为L=3m的平板车,其上表面距离水平地面的高度为h=0.2m,以速度v0=5m/s向右做匀
(1)对滑块,μmg=ma 1 ,a 1 =μg=5m/s 2 对平板车,μmg=Ma 2 , a 2 =
∵ x 块1 = v 0 t 1 -
x 车1 =
x 块1 -x 车1 =L ∴t 1 =0.5s或2s 因为0.5s时已经滑到右侧,故2s舍去. 此时,v 块1 =v 0 -a 1 t 1 =5m/s,v 车1 =a 2 t 1 =0.5m/s;所以,滑块能从平板车的右端滑出. 在滑块平抛运动的过程中,∵ h=
答:(1)滑块在平板车上滑行时,滑块的加速度大小为5m/s 2 ,平板车的加速度大小为1m/s 2 ;(2)滑块能从平板车的右端滑出,滑块最终相对于平板车静止时与平板车右端的距离为2.7m. |
如图所示,光滑水平面上停放有一辆足够长的平板车质量为m1=2kg,车上表面水平,车的左端放有一个可视为质
(1)车加速度?a=
F |
m |
从开始到脱离平板车时间为t1,则:
v0t1-
1 |
2 |
2 |
3 |
代入数值解得:
t1=0.5s?
或?t1=-2.0s(舍去)
小球脱离小车做自由落体运动时间为t2:
h=
1 |
2 |
代入值解得:
t2=0.2s
总时间:
t=t1+t2=0.7s
(2)小球落地瞬间平板车速度:v=v0-at=5-4×0.7=2.2m/s
答:
(1)小球从放到平板车上开始至落到地面所用的时间0.7s
(2)小球落地瞬间,平板车的速度为2.2m/s
如图所示,物体A的质量M=1kg,静止在光滑水平面上的平板车B的质量为m=0.5kg、长为L=1m.某时刻物体A以v 0
(1)以小车为研究对象,根据动量定理:
μm2gt=m1v1
得:v1=1m/s
以物块为研究对象,根据动量定理:(F-μm2g)t=m2v2
得:v2=2m/s;
(2)小车和物块最后的共同速度设为v,根据动量定理:
Ft=(m1+m2)v
根据能量守恒:Q=
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
解出:Q=
1 |
3 |
答:(1)撤去力F时,车和物块的速度v1、v2分别为1m/s和2m/s.
(2)撤去力F后,物块在车面上滑动过程中因摩擦产生的热量Q为
1 |
3 |
质量为m,长为a的汽车由静止开始从质量为M,长为b的平板车一端行至另一端时,如图所示,汽车产生的位移大
(1)0.25s(2)0.5m(3)1N≤F≤3N |
试题分析:(1)物体A滑上木板B后做匀减速运动,有 ,解得 木板B做加速运动,有 ,解得:a B =14m/s 2 两者速度相同时有 v 0 -a A t=a B t 解得:t=0.25s (2)达到共同速度时,物体A在小车上运动时相对小车向右滑行的距离最大 A滑行距离: B滑行距离: 最大距离: (3)物体A不从B右端滑落的临界条件是A到达B的右端时,A、B具有共同的速度v 1 ,则:?
又: 联立以上两式,可得:a B =6m/s 2 ? 再代入②式得: 当F较大时,在A到达B的右端之前,就与B具有相同的速度,之后,A必须相对B静止,才不会从B的左端滑落。即有: , 所以F=3N? 综上:力F应满足的条件是1N≤F≤3N |
如图,一辆质量为M、长为L的平板车静止在光滑的水平面上,车上有一质量为m的人,某时刻开始,人从平板车的
设汽车的位移为s,平板车的位移为b-a-s 根据动量守恒:ms=M(b-a-s) 解得,汽车的位移s= 平板车的位移b-a-s= |
长l=1.25m,质量M=8kg的平板车静止在光滑水平面上,车的左端放一质量m=2kg的物块,它与平面间的动摩擦因数
这是典型的对动量定理的考察。
下面给出两种解法,方法一是直接求解,方法二是利用质心来求解(我中学时候常常用这种方法来对付选择题,脑袋里面记了超多的中间结论,比如说你问的这道题,在中学我算都不用算就可以一下子写出答案)。
给你一个类似题目的连接: 方法一:由于地面光滑,所以小车和人组成的系统在水平方向上不受外力作用(两者之间的摩擦力属于系统内力),因此动量守恒(每时每刻)。我们不妨设小车的速度为V(大小可能随时在变化,这只是一个符号而已),人的速度为v
于是:mv+MV=0(因为初始时刻两者都没有速度)。。。。。方程一
这里我们可以看出:两者的速度必定随时随地都反向,不可能出现同向的情况。
规定v方向为正方向
由于问题求的是距离,所以我们在方程一两端同时乘上时间t,得到另一个式子:
ml+MS=0。。。。。。。。式子二
从式子二我们可以看出两者相对地面的位移来讲,大小随时都满足:l:S=M:m,也就是说和他们的质量大小成反比!(这是关键)
最后根据:人相对小车来讲,他的位移就是小车的长度,这个限制条件反映在绝对距离上就是:l-S=L。。。。式子三
联立式子二和三就可以得到:S=mL/(m+M)
说明一点:上面的表达式都是矢量表达式而非标量表达式,这点需要注意。这可能和你平时列方程的习惯不太一样。
个人建议:如果能标量化就标量化,不能标量化(比如说矢量方向不确定的情形,例如讨论静摩擦力的时候)就用矢量方程来求解(这种方法其实更加好)
方法二:质心的观点;
这个其实是方法一的延伸,既然系统在水平方向上不受力,所以质心由于惯性会保持原来的运动状态(此处为静止)。
列方程的方式和方法一一样,只不过变了一个角度而已。
对于S=mL/(m+M)的理解,我们可以看到:对于相对位移L,就相当于小车和人共同来分配这个位移,分配的比例和质量成反比。
所以我们一下子就可以写出人相对地面的位移S1=ML/(m+M)
上面用质心的观点不太直观和便捷,下面你可以把题目附加一个条件,也就是,假定小车和人最初相对静止,但是相对地面来讲有一个初始速度v,然后人用了时间t从头走到尾,现在来求人和小车在t时间内对地面的位移。
方法也和上面类似,但是你如果熟悉了,可以直接得出答案,根本不用详细去解方程。
这里假设人向右从头走到尾,系统初始速度方向向右。
于是人的距离就是:s=vt+ML/(m+M)
对应的小车的距离就是:S=vt-mL/(m+M)
仔细观察上面两个表达式其实你就会发现:表达式的两部分,第一部分其实就是系统质心在t时间内走过的位移,第二部分其实就是小车或者人相对于系统质心所走过的位移。
这不正是我们常常讲的:绝对=相对+牵连 么,这个公式对速度,加速度,位移都适用
绝对位移是我们此处要求的,质心位移是我们的牵连位移vt,ML/(m+M)是人相对于系统质心的相对位移,正号表示和系统质心速度方向v相同,所以小车的-mL/(m+M)也就是表示他相对于系统质心来讲,速度和质心速度相反。
画了一个草图告诉你怎么解。横轴是时间,纵轴是速度。直线的斜率就是加速度。
A表示木块,B是平板车。A和B和虚线围成三角形面积就是木板车的长度。A和虚线和横轴围成的面积是木块所走的距离。B和虚线和横轴围成的面积是平板车所走的距离。
首先对木块受力分析,10-4=6N,加速度?a1?因此为3m/s^2
而对平板车受力分析可得受力为摩擦力为4N,加速度?a2?为0.5m/s^2
0.5?*?(a1-a2)?*?t^2=l=1.25m,可得t=1s
根据s=0.5?*?a?*?t^2可得小车走了0.25m,木块走了1.5m。
于是拉力做工f*s=10*1.5=15J,摩擦力对小木块做功-1.5*4=-6J,注意摩擦力与小木块运动方向相反
摩擦力对小车做工0.25*4=1J
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