全国高中物理竞赛第16-22届动力学试题集锦(含答案)

全国中学生高中物理竞赛第16届—22届预赛动力学试题集锦（含答案）一、第16届预赛题. （15分）一质量为的平顶小车，以速度沿水平的光滑轨道作匀速直线运动。现将一质量为的小物块无初速地放置在车顶前缘。

全国中学生高中物理竞赛第16届—22届预赛 动力学试题集锦（含答案） 16.15 一、第届预赛题（分）一质量为的平顶小车，以速度沿水平的光滑轨道作匀 速直线运动。现将一质量为的小物块无初速地放置在车顶前缘。已知物块和车顶之间的 动摩擦系数为。 1. 若要求物块不会从车顶后缘掉下，则该车顶最少要多长？ 2. 若车顶长度符合1问中的要求，整个过程中摩擦力共做了多少功？ 参考解答 1. 物块放到小车上以后，由于摩擦力的作用，当以地面为参考系时，物块将从静止开 始加速运动，而小车将做减速运动，若物块到达小车顶后缘时的速度恰好等于小车此时的速 度，则物块就刚好不脱落。令表示此时的速度，在这个过程中，若以物块和小车为系统， 因为水平方向未受外力，所以此方向上动量守恒，即 1 （） 从能量来看，在上述过程中，物块动能的增量等于摩擦力对物块所做的功，即 2 （） 其中为物块移动的距离。小车动能的增量等于摩擦力对小车所做的功，即 3 （） 其中为小车移动的距离。用表示车顶的最小长度，则 4 （） 由以上四式，可解得 5 （） 即车顶的长度至少应为。 2．由功能关系可知，摩擦力所做的功等于系统动量的增量，即 （6） 由（1）、（6）式可得