高一物理题 求过程啊 万分感谢 10
求:(1)A、B的最后速度。
(2)物块与小车间的动摩擦因数。
(3)物块A速度减小到最小所经过的时间。 展开
高一应该有能力解决这种题目了,这些都是经典力学的知识。有两种解题思路:
一、动量守恒定律 + 动量定理 + 动能定理
这种方法,“wzsdhyan” 、“永远的SKY√ ” 都已经说过了。
二、牛顿定律
1、首先确定:
已知量:m、M、v0、L(小车长)、g;
待求量:V(公共末速度)、μ(动摩擦因素)、T(A、B共同作用时间,即A减速时间);
2、受力分析:
显然,开始A、B都会做 “匀变速直线运动”,不同的是 A 在减速,而 B 在加速;最终A、B具有相同的速度,并匀速前进。
我们可以画出 A、B的 v-t 图像:前半段,A的图像是起点在 Y轴正半轴、斜向下的直线,B是起点在原点、斜向上的直线,二者终点相交;后半段,二者完全重合,为平行于 X轴的直线。
3、下面的公式中,所有矢量的字母都只表示大小,其方向通过修改“加减”法体现;且参考系均为地面:
设A、B 的加速度(大小)分别为:a、a′,则有:
a = μmg / m = μg;
a′ = μmg / M;
速度公式:
v(A) = v0 - μgt;
v(B) = μg(m/M)·t;
位移公式:
s(A) = v0t - ½μgt²;
s(B) = ½μg(m/M)·t²;
4、公式中,μ是未知量——如果我们求出了μ,就可以完全确定A、B两物体的运动情况了。
要求未知量,需要建立方程;要建立方程,需要等量关系。本题中的等量关系就是:A、B速度相等时(T 时刻),二者的位移之差恰好是小车的长度(L)——其实就是v-t图中绿色区域的面积。即:
v(A) = v(B),即:v0 - μgT = μg(m/M)·T; ①
s(A) - s(B) = v0T - ½μgT² - ½μg(m/M)·T² = L; ②
我们引入了一个新的变量:T,并建立了一个二元方程组。解此方程组,就可以获得我们目标的三分之二了:μ、T;结果如下:
T = 2L/v0;
μ= Mv0² / (2gL·(M + m));
将此结果代入A 或 B 的速度公式,可以求出它们的共同末速度:
V = mv0 / (M + m);
动量的符号p,表达式:p=mv。动量是矢量,方向与表达式中速度方向相同。
动量守恒即是:两个物体构成的一个系统,如果整个系统所受合外力为零,则该系统动量守恒。
有:mv1+Mv2=mv3+Mv4
由题意,该系统显然所受合外力为零(物体之间的摩擦力是系统内力)
所以由动量守恒有:mv0=mv+Mv(因为小车初速为零,所以初动量为零)
解得:v=mv0/(m+M)
解法一:设动摩擦因素为μ,对该系统由动能定理:
-μmgL = 0.5(m+M)v^2 - 0.5m(v0)^2
解得:μ= 整理即可
解法二:设动摩擦因素为μ,设置物块相对小车静止前所经过位移为s1、小车对地位移s2
先以物块为研究对象,由动能定理:-μmgs1=0.5mv^2 - 0.5m(v0)^2 ……①
再以小车为研究对象,由动能定理: μmgs2=0.5Mv^2 - 0 ……②
并且s1 - s2 = 车长L, 让①式加②式,得:-μmgL = 0.5(m+M)v^2 - 0.5m(v0)^2
解得:μ=整理。。
第三题知道v0和v,以及加速度a=μg,应该不用说吧。。
v=v0+at,代入就行了……
动量守恒MaV0=(Ma+Mb)v》》v
能量守恒1/2MaV0^2=1/2(Ma+Mb)v^2+uMagS》》u
动量守恒定律Mbv=uMagt》》》t