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一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距

题文

(14分)一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距为l,如图所示。A、B的质量均为m。现对密封盒B施加一个大小等于2mg(g为重力加速度)、方向水平向右的推力F,使B和A一起从静止开始向右运动,当密封盒B运动的距离为d时,立刻将推力撤去,此后A和B发生相对运动,再经一段时间球A碰到盒的右侧壁。 求

一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距

(1)在推力F作用的过程中盒子的左侧壁对小球A做的功;
(2)球A相对于盒从左侧壁运动至右侧壁所经过的时间t并说明此时l与d之间的关系。

题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)0.5mgd  (2)见解析

点击查看匀变速直线运动知识点讲解,巩固学习

解析


(1)方法一
将盒子和小球作为一个整体   
一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
     (1分)
对小球应用牛顿第二定律:
一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距

盒子左侧壁对小球做的功 
一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
     (1分)
联立得:W=0.5mgd    (1分)
方法二
将盒子和小球作为一个整体,推力F作用过程,由动能定理得

一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距

将μ=0.5和F=2mg代入解得槽B的速度

一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距

小球A的动能增加量等于左侧壁所做的功 
一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
 
(2)球A在槽内运动过程做匀速运动

一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
        (1分)
槽B向右减速滑行过程,由牛顿定律和运动学规律得

一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
       (1分)

一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
       (1分)

一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
      (1分)
当球A碰到槽的右侧壁时,位移关系为
一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
       (1分)
讨论:
①当球A碰到槽的右侧壁时,槽未停下,则
一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
     (1分)
可解得球A从离开槽的左侧壁到碰撞槽的右侧壁所经过的时间

一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
        (1分)
l与d的关系是 
一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
         (1分)
②当球A碰到槽的右侧壁时,槽已停下,则
一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
,    (1分)
可解得球A从离开槽的左侧壁到碰撞槽的右侧壁所经过的时间

一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
           (1分)
l与d的关系是 
一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
       (1分) 

考点

据考高分专家说,试题“(14分)一密封盒B放置在水平面上,密封.....”主要考查你对 [匀变速直线运动 ]考点的理解。

匀变速直线运动

定义:
在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动,即加速度恒定的变速直线运动叫匀变速直线运动。

特点:
a=恒量。

匀变速直线运动规律(基本公式):
速度公式:v=

位移公式:x=
速度平方公式:
位移公式:x=
速度平方公式:一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距


位移—平均速度关系式:x=

匀变速直线运动的几个重要推论:

  1. 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:S-S=S-S=…=SN-SN-1=ΔS=

    匀变速直线运动的几个重要推论:

    1. 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:S-S=S-S=…=SN-SN-1=ΔS=一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距
      (此公式可以用来判断物体是否做匀变速直线运动)。进一步推论:Sn+m-Sn
      ,其中Sn、Sn+m分别表示第n段和第(n+m)段相等时间内的位移,T为相等时间间隔。
    2. 某段时间内的平均速度,等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即
    3. 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根,即vs/2,其中Sn、Sn+m分别表示第n段和第(n+m)段相等时间内的位移,T为相等时间间隔。
    4. 某段时间内的平均速度,等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即
    5. 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根,即vs/2一密封盒B放置在水平面上,密封盒与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,密封盒的内表面光滑,在内表面上有一小球A靠左侧壁放置,此时小球A与密封盒的右侧壁相距

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