【題目】質(zhì)量為M的小車置于水平面上.小車的上表面由 圓弧和平面組成,車的右端固定有一不計(jì)質(zhì)量的彈簧,圓弧AB部分光滑,半徑為R,平面BC部分粗糙,長為l,C點(diǎn)右方的平面光滑.滑塊質(zhì)量為m,從圓弧最高處A無初速下滑(如圖),與彈簧相接觸并壓縮彈簧,最后又返回到B相對于車靜止.求:

(1)BC部分的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;
(2)彈簧具有的最大彈性勢能;
(3)當(dāng)滑塊與彈簧剛分離時(shí)滑塊和小車的速度大。

【答案】
(1)解:滑塊與小車初始狀態(tài)為靜止,末狀態(tài)滑塊相對小車靜止,即兩者共速且速度為0,

據(jù)能量守恒:

mgR=μmg2l,

答:BC部分的動(dòng)摩擦因數(shù) ;


(2)解:彈簧壓縮到最大形變量時(shí),滑塊與小車又一次共速,且速度均為0,此時(shí)據(jù)能量守恒,

彈簧的彈性勢能

答:彈簧具有的最大彈性勢能是 ;


(3)解:彈簧與滑塊分離的時(shí)候,彈簧的彈性能為0,設(shè)此時(shí)滑塊速度為v1,小車速度為v2據(jù)能量守恒有:

又因?yàn)橄到y(tǒng)動(dòng)量守恒,有:mv1﹣Mv2=0

解得:

答:當(dāng)滑塊與彈簧剛分離時(shí)滑塊和小車的速度大小分別是 ,


【解析】(1)滑塊與小車初始狀態(tài)為靜止,末狀態(tài)滑塊相對小車靜止,即兩者共速且速度為0,據(jù)能量守恒求解(2)彈簧壓縮到最大形變量時(shí),滑塊與小車又一次共速,且速度均為0,據(jù)能量守恒求解.(3)彈簧與滑塊分離的時(shí)候,彈簧的彈性能為0,據(jù)能量守恒和系統(tǒng)動(dòng)量守恒求解.
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件,利用功能關(guān)系和動(dòng)量守恒定律的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案,需要掌握當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時(shí),物體的機(jī)械能守恒;重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W =E k2 -E k1 (動(dòng)能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1;動(dòng)量守恒定律成立的條件:系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零;系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多;系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個(gè)方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,是一提升重物用的直流電動(dòng)機(jī)工作時(shí)的電路圖,電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻r=0.8Ω,電路中另一電阻R=10Ω,直流電壓U=160V,電壓表的示數(shù)UV=110V.試求:

1)通過電動(dòng)機(jī)的電流?

2)電動(dòng)機(jī)的輸入電功率?

3)如果電動(dòng)機(jī)以1m/s的速度勻速豎直向上提升重物,求該重物的質(zhì)量是多少?(g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】1)在《用雙縫干涉測光的波長》實(shí)驗(yàn)中,將雙縫干涉實(shí)驗(yàn)儀按要求安裝在光具座上(如圖),并選用縫間距的雙縫屏.從儀器注明規(guī)格可知,像屏與雙縫屏間的距離.然后,接通電源使光源正常工作.

①已知測量頭主尺的最小刻度是毫米,副尺上有分度.某同學(xué)調(diào)整手輪后,從測量頭的目鏡看去,第一次映入眼簾的干涉條紋如圖2a)所示,圖2a)中的數(shù)字是該同學(xué)給各暗紋的編號,此時(shí)圖2b)中游標(biāo)尺的讀數(shù);接著再轉(zhuǎn)動(dòng)手輪,映入眼簾的干涉條紋如圖3a)所示,此時(shí)圖3b)中游標(biāo)尺上讀數(shù)________

②利用上述測量結(jié)果,經(jīng)計(jì)算可得兩個(gè)相鄰明紋(或暗紋)間的距離________ ;這種色光的波長________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的矩形金屬線圈,邊長L1=0.40m、L2=0.25m,其匝數(shù)n=100匝,總電阻r=1.0Ω,線圈的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起,并通過電刷和R=3.0Ω的定值電阻相連接。線圈所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T,在外力驅(qū)動(dòng)下線圈繞豎直固定中心軸O1O2勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度ω=2.0rad/s。求:

(1)電阻R兩端電壓的最大值;

(2)從線圈通過中性面(即線圈平面與磁場方向垂直的位置)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過周期通過電阻R的電荷量;

(3)在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,由一段斜的直軌道與之相切的圓形軌道連接而成,圓形軌道的半徑為R.一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止開始下滑,然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng).要求物塊能通過圓形軌道最高點(diǎn),且在該最高點(diǎn)與軌道間的壓力不能超過5mg(g為重力加速度).求物塊初始位置相對于圓形軌道底部的高度h的取值范圍.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】平面OM和平面ON之間的夾角為30°其橫截面(紙面)如圖所示,平面OM上方存在勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向垂直于紙面向外.一帶電粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q(q>0).粒子沿紙面以大小為v的速度從OM的某點(diǎn)向左上方射入磁場,速度與OM30°角.已知該粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)軌跡與ON只有一個(gè)交點(diǎn),并從OM上另一點(diǎn)射出磁場.不計(jì)重力.粒子離開磁場的出射點(diǎn)到兩平面交線O的距離為(  )

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量為2×103kg的汽車由靜止開始沿平直公路行駛,行駛過程中牽引力F和車速倒數(shù)的關(guān)系圖象如圖所示.已知行駛過程中最大車速為30m/s,設(shè)阻力恒定,則(  )

A. 汽車運(yùn)動(dòng)過程中受到的阻力為6×103N

B. 汽車在車速為5m/s時(shí),加速度為3m/s2

C. 汽車在車速為15m/s時(shí),加速度為1m/s2

D. 汽車在行駛過程中的最大功率為6×104W

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L0.4m,金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ37°,在導(dǎo)軌所在平面內(nèi),分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場.金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢E4.5V、內(nèi)阻r0.5的直流電源.現(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m0.04kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上,導(dǎo)體棒恰好靜止.導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好,導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R02.5,金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì),g10m/s2.已知sin 37°0.6,cos 37°0.8,求:

(1)通過導(dǎo)體棒的電流;

(2)導(dǎo)體棒受到的安培力大;

(3)導(dǎo)體棒受到的摩擦力大。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的裝置探究小車的加速度與所受合力的關(guān)系。保持小車質(zhì)量不變,用裝有細(xì)沙的砂桶通過定滑輪拉動(dòng)小車,打出紙帶。如圖所示是實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶的一部分,從較清晰的點(diǎn)跡起,在紙帶上標(biāo)出了連續(xù)的5個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E,相鄰的兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間都有4個(gè)點(diǎn)跡沒標(biāo)出,測得A、B兩點(diǎn)間的距離為6.10cm,B、C兩點(diǎn)間的距離為8.20cm。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接在頻率為50Hz的交流電源兩端,則小車運(yùn)動(dòng)的加速度為a=__________m/s2(結(jié)果保留3位有效數(shù)字),利用此裝置還可進(jìn)行其他的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),請你舉出一個(gè)例子:___________________________________。

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