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(不定项)光滑水平面上有一小车车的上表面O’的左侧是一个与车连为一体的半径为R的1/4光滑圆弧轨道车的右侧固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量为m的小物块...
(不定项)光滑水平面上有一小车 车的上表面O’的左侧是一个与车连为一体的半径为R的1/4光滑圆弧轨道 车的右侧固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量为m的小物块(看做质点)仅靠弹簧,小物块与车上O’点右侧平半间的动摩擦力因数为μ ,整个装置处于静止状态,设开始弹簧锁定时的弹性势能为E。现解除锁定,小物块被弹出后,恰好能在到达圆弧轨道的最高点A 则下列说法正确的是
A 从解除锁定到小物块到达圆弧轨道的最高点,小物块对小车做功大小为E-mgR
B 从解除锁定到小物块到达圆弧的最高点,小物块对小车做功大小为零
C 最终小物块相对小车走过的路程为E/μmg
D 最终小物块和小车组成的系统产生的内能为E 展开
A 从解除锁定到小物块到达圆弧轨道的最高点,小物块对小车做功大小为E-mgR
B 从解除锁定到小物块到达圆弧的最高点,小物块对小车做功大小为零
C 最终小物块相对小车走过的路程为E/μmg
D 最终小物块和小车组成的系统产生的内能为E 展开
23个回答
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A错,E-mgR=E内+E动,物体m和小车摩擦产生的内能,加上,物体m和小车的动能,
但是当物体m到达A点时,垂直方向上的速度为零,水平方向上的速度的方向和大小,必须跟小车一直。又由于动量守恒,m和小车的水平速度方向不能相同,所以,m和小车的速度为零,既静止,E动=0。
所以,E-mgR=E内,E内=W1+W2,小车对物体的功 和 物体对小车的功,
B错,同上
D,正确,当把物体和小车看成一个系统的时候,小物体的重力势能,也是整个系统的内能。
E=mgR+E内
C,对,根据题意选取小车为参照物,整个过程中只有物体m相对于小车的摩擦力做功转化为内能,E=μmgS => S=E/μmg
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此题的难点在于能量守恒,动量守恒,以及选取恰当的参照物。
最后答案:CD
但是当物体m到达A点时,垂直方向上的速度为零,水平方向上的速度的方向和大小,必须跟小车一直。又由于动量守恒,m和小车的水平速度方向不能相同,所以,m和小车的速度为零,既静止,E动=0。
所以,E-mgR=E内,E内=W1+W2,小车对物体的功 和 物体对小车的功,
B错,同上
D,正确,当把物体和小车看成一个系统的时候,小物体的重力势能,也是整个系统的内能。
E=mgR+E内
C,对,根据题意选取小车为参照物,整个过程中只有物体m相对于小车的摩擦力做功转化为内能,E=μmgS => S=E/μmg
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此题的难点在于能量守恒,动量守恒,以及选取恰当的参照物。
最后答案:CD
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从解除锁定到小物块到达圆弧轨道的最高点,小物块对车做功=车对小物块做功=E-μmg A错。
小物块每次在粗糙的水平面损失动能μmg转化为对小车的摩擦热,B错。
不知道m最终停下的位置,C选项为小物块在整个过程中损失能量的总路程,而不是相对于小车的总路程。
D选项正确,由于水平方向动量守恒,最终系统还是静止于水平面上,μmgs=E,内能就是产生的热能 。
小物块每次在粗糙的水平面损失动能μmg转化为对小车的摩擦热,B错。
不知道m最终停下的位置,C选项为小物块在整个过程中损失能量的总路程,而不是相对于小车的总路程。
D选项正确,由于水平方向动量守恒,最终系统还是静止于水平面上,μmgs=E,内能就是产生的热能 。
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答案是D ,A是错的,根据能量守恒定律,所有的能力由弹簧提供。解除锁定后,弹性势能转化了,小块克服小车对它的磨察力做的功为f=μmg*(到O’的距离)。小物块和小车相对路面的产生了位移这里也是要做功的,还有小物快到达圆弧轨道最高点也是要做功。A答案忽略了小车和小物块相对地面产生位移做的功了。所以错的。或者换一种思考小物块对他小车只能靠磨察力来做功。
B错的很明显的不多说。
C错的也很明显不解释。
D根据能量守恒定律。无论系统内的能量如何转换,总能量永远不变。所以D是对的。
B错的很明显的不多说。
C错的也很明显不解释。
D根据能量守恒定律。无论系统内的能量如何转换,总能量永远不变。所以D是对的。
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A选项错误。因为还有摩擦力做功,所以从能量守恒的角度来看,A错误。
B选项正确。整个系统动量守恒,开始时系统速度为零(在剪断弹簧前),那么最终整个系统的速度也为零。在最高点时。m的速度为零,所以小车的速度也为零。故B正确。
C选项错误。因为除了摩擦过程,还有光滑四分之一圆部分的路程。
D选项正确。最终所有能量都被转化为内能。
所以选BD。
B选项正确。整个系统动量守恒,开始时系统速度为零(在剪断弹簧前),那么最终整个系统的速度也为零。在最高点时。m的速度为零,所以小车的速度也为零。故B正确。
C选项错误。因为除了摩擦过程,还有光滑四分之一圆部分的路程。
D选项正确。最终所有能量都被转化为内能。
所以选BD。
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m弹出到到达圆弧最高点,这个过程中由于水平方向系统动量守恒,所以到达最高点时m和小车的速度都是0.这个过程中,小车的动能没有变化,又因为外力只能是m给的,所以m对小车做功大小为0,选B。
又可以知道,m会不断的上升,落下,并且不断与弹簧撞击,知道最终停在小车的某个位置。停下后,系统静止,所以系统损失的能量为E,也就是最终小物块和小车组成的系统产生的内能为E,选D。
至于C,只计算在水平面上的路程的话,结果是对的,但是如果算上那段圆弧的话,就不对了。会比E/umg长。
所以答案应该是BD吧。
又可以知道,m会不断的上升,落下,并且不断与弹簧撞击,知道最终停在小车的某个位置。停下后,系统静止,所以系统损失的能量为E,也就是最终小物块和小车组成的系统产生的内能为E,选D。
至于C,只计算在水平面上的路程的话,结果是对的,但是如果算上那段圆弧的话,就不对了。会比E/umg长。
所以答案应该是BD吧。
追问
小车与m的摩擦没做功么?!
追答
是正负总功为0,相当于不做功。因为,m包括在摩擦阶段、上光滑轨道、下光滑轨道都要做功,有正有负,难以准确计算。
另外这里有个概念问题我之前没解释清,弹簧对小车做的功最终是归到m上的,因为只有有质量的物体对物体的做功才在题目中符合物理规律。
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