如图甲所示,质量为M=3.0kg的平板小车C静止在光滑的水平面上,在t=0时,两个质量均为1.0kg的小物体A和B同时从左右两端水平冲上小车,1.0s内它们的v-t图象如图乙所示,g取
◎ 题目
如图甲所示,质量为M=3.0kg的平板小车C静止在光滑的水平面上,在t=0时,两个质量均为1.0kg的小物体A和B同时从左右两端水平冲上小车,1.0s内它们的v-t图象如图乙所示,g取10m/s2. (1)小车在第1.0s内所受的合力为多大? (2)要使A、B在整个运动过程中不会相碰,车的长度至少为多少? (3)假设A、B两物体在运动过程中不会相碰,试在图乙中画出A、B在t=1.0s~3.0s时间内的v-t图象. |
◎ 答案
(1)由图可知,在第1s内,A、B的加速度大小相等,为a=2m/s2. 物体A、B所受的摩擦力均为f=ma=2N,方向相反. 根据牛顿第三定律,车C受到A、B的摩擦力大小相等,方向相反,合力为零. (2)设系统最终的速度为v,由系统动量守恒得, mvA+mvB=(2m+M)v 代入数据,解得v=0.4m/s,方向向右. 由系统能量守恒得, f(sA+sB)=
解得A、B的相对位移,即车的最小长度s=sA+sB=4.8m. (3)1s后A继续向右减速滑行,小车与B一起向右加速运动,最终达到共同速度v. 在该过程中,对A运用动量定理得,-f△t=m△v 解得△t=0.8s. 即系统在t=1.8s时达到共同速度,此后一起做匀速运动. 在t=1.0s~3.0s时间内的v-t图象如下. 答:(1)小车在第1.0s内所受的合力为0N. (2)要使A、B在整个运动过程中不会相碰,车的长度至少为4.8m. (3)A、B在t=1.0s~3.0s时间内的v-t图象如图. |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图甲所示,质量为M=3.0kg的平板小车C静止在光滑的水平面上,在t=0时,两个质量均为1.0kg的小物体A和B同时从左右两端水平冲上小车,1.0s内它们的v-t图象如图乙所示,g取…”主要考查了你对 【匀变速直线运动的位移与时间的关系】,【匀变速直线运动】,【牛顿第二定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。- 最新内容
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