物理2015高考全國卷有全國卷I、全國卷II、全國卷III、北京卷、天津卷、上海卷、浙江卷、江蘇卷、安徽卷。
題目:
一質量為M的平板小車靜止在光滑水平面上,小車最左端有一質量為m的小物塊。小車與物塊間動摩擦因數為μ,現給物塊一個水平向右的初速度v_{0},小車與物塊發生相對運動,最終物塊從車的右端滑落。已知重力加速度為g,求物塊在車上滑行的距離。
分析:
這道題目主要考察了牛頓運動定律和動量守恒定律的應用。首先,我們需要根據牛頓第二定律和運動學公式來求解物塊在車上的運動過程,然后根據動量守恒定律求解小車和物塊的總動量變化。
1. 初始狀態,物塊在車上滑動的距離為s_{0},速度為v_{0}。
2. 摩擦力使物塊減速,小車加速,設小車和物塊達到共同速度v時,滑行的距離為s。
3. 根據動量守恒定律,小車和物塊的總動量變化為零。
解答:
mgμ\frac{m}{M}(v_{0}^{2} - v^{2}) = 2gs_{0} - \frac{1}{2}mv_{0}^{2} = \frac{1}{2}mv^{2} + \frac{1}{2}Mv^{2} = 0
其中v是小車和物塊的共同速度,s_{0}是小物塊在車上滑行的距離,s是小車和物塊達到共同速度時的距離。
通過求解這個方程組,可以得到s_{0} = \frac{Mv_{0}^{2}}{(M + m)gμ}。