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如圖所示，質量為M的光滑長木板靜止在光滑水平地面上，左端固定一勁度系數為k的水平輕質彈簧，右側用一不可伸長的細繩連接于豎直墻上，細繩所能承受的最大拉力為FT，使一質量為m、初速度為v0的小物體，在木板上無摩擦地向左滑動而后壓縮彈簧，細繩被拉斷，不計細繩被拉斷時的能量損失．彈簧的彈性勢能表達式為Ep=kx2（k為彈簧的勁度系數，x為彈簧的形變量）．

（1）要使細繩被拉斷，vo應滿足怎樣的條件？
（2）若小物體最后離開長木板時相對地面速度恰好為零，請在坐標系中定性畫出從小物體接觸彈簧到與彈簧分離的過程小物體的v—t圖像；
（3）若長木板在細繩拉斷后被加速的過程中，所能獲得的最大加速度為aM，求此時小物體的速度．

（1）
（2）
（3）

解析試題分析：：（1）設細繩剛被拉斷時彈簧的壓縮量為x1，此時有 kx1=FT，為使彈簧壓縮達到x1，對小物塊要求是，由此得到，細繩被拉斷的條件是：
（2）圖象如圖；

（3）當彈簧壓縮至最短時，滑塊有向左的最大加速度am，此時，設彈簧壓縮量為x2，小物體和滑塊具有相同的速度v；根據牛頓第二定律，有kx2=MaM；從小物體接觸彈簧到壓縮到最短，小物體、滑塊和彈簧組成的系統機械能守恒，有
解得
考點：機械能守恒定律；牛頓第二定律．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題


如圖所示，水平軌道與豎直平面內的圓弧軌道平滑連接后固定在水平地面上，圓弧軌道B端的切線沿水平方向。質量m=1.0kg的滑塊（可視為質點）在水平恒力F=10.0N的作用下，從A點由靜止開始運動，當滑塊運動的位移x=0.50m時撤去力F。已知A、B之間的距離x0=1.0m，滑塊與水平軌道間的動摩擦因數μ=0.10，取g=10m/s2。求：

（1）在撤去力F時，滑塊的速度大��；
（2）滑塊通過B點時的動能；
（3）滑塊通過B點后，能沿圓弧軌道上升的最大高度h=0.35m，求滑塊沿圓弧軌道上升過程中克服摩擦力做的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(12分)兩足夠長的平行光滑金屬導軌，問距為L傾斜放置，與水平面的夾角為，處于磁感應強度為B方向垂直于導軌平面的勻強磁場中．一質量為m、長為L、電阻為R1的導體棒ab放在導軌上，與導軌垂直且接觸良好，不計導軌電阻．

(1)如圖甲，導軌上端接一個內阻為r的直流電源，導體棒能恰好靜止，求電源的電動勢．
(2)如圖乙，導軌上端接一個阻值為R：的定值電阻，讓導體棒由靜止開始下滑．加速過程中的速度為v時，導體棒的加速度是多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（11分）一個質量為m帶電量為q的小球，以初速度v0自離地面h高度處水平拋出。重力加速度為g，空氣阻力忽略不計。

（1）求小球自拋出到第一次落地點P的過程中發(fā)生的水平位移x的大小。
（2）若在空間加一個豎直方向的勻強電場，發(fā)現小球以相同方式水平拋出后做勻速直線運動，請判斷電場的方向并求出電場強度E的大小。
（3）若在空間再加一個垂直紙面的勻強磁場，發(fā)現小球以相同方式水平拋出后第一次落地點仍然是P。已知OP間的距離大于h，請判斷磁場的方向并求出磁感應強度B的大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，在水平放置的圓盤邊緣C點固定一個小桶，桶的高度不計，圓盤半徑為R=1m,在圓盤直徑CD的正上方，與CD平行放置一條水平滑道AB，滑道右端B與圓盤圓心O在同一豎直線上，且B點距離圓盤圓心的豎直高度h= 1.25m，在滑道左端靜止放置質量為m=0.4kg的物塊（可視為質點），物塊與滑道的動摩擦因數為μ=0.2，現用力F="4" N的水平作用力拉動物塊，同時圓盤從圖示位置以角速度ω="2π" rad/s，繞通過圓心O的豎直軸勻速轉動，拉力作用在物塊上一段時間后撤掉，最終物塊由B點水平拋出，恰好落入圓盤邊緣的小桶內。(重力加速度取10m/s2。)

（1）若拉力作用時間為0.5s，求所需滑道的長度
（2）求拉力所做的最少的功

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）利用電場和磁場，可以將比荷不同的離子分開，這種方法在化學分析和原子核技術等領域有重要的應用。如圖所示的矩形區(qū)域ACDG(AC邊足夠長)中存在垂直于紙面的勻強磁場，A處有一狹縫。離子源產生的離子，經靜電場加速后穿過狹縫沿垂直于GA邊且垂直于磁場的方向射入磁場，運動到GA邊，被相應的收集器收集。整個裝置內部為真空。已知被加速的兩種正離子的質量分別是和，電荷量均為.加速電場的電勢差為，離子進入電場時的初速度可以忽略.不計重力，也不考慮離子間的相互作用。

(1)求質量為的離子進入磁場時的速率；
(2)當磁感應強度的大小為B時，求兩種離子在GA邊落點的間距.

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（16分）素有“陸地沖浪”之稱的滑板運動已深受廣大青少年喜愛．如圖所示是由足夠長的斜直軌道,半徑的凹形圓弧軌道和半徑的凸形圓弧軌道三部分組成的模擬滑板組合軌道.這三部分軌道依次平滑連接,且處于同一豎直平面內．其中M點為凹形圓弧軌道的最低點,N點為凸形圓弧軌道的最高點，凸形圓弧軌道的圓心O與M點在同一水平面上.可視為質點,質量為的滑板從斜直軌道上的P點無初速度滑下,經M點滑向N點,P點距水平面的高度.不計一切阻力,取.求：

(1)滑板滑至M點時的速度；
(2)滑板滑至M點時，軌道對滑板的支持力；
(3)若滑板滑至N點時恰好對軌道無壓力，則滑板的下滑點P距水平面的高度應變?yōu)槎嗌?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

某同學做拍打籃球的游戲，要控制籃球，使其重心在距地面高度為h=0.9m的范圍內做豎直方向上的往復運動，如圖所示。每次要在最高點時用手開始擊打籃球，手與球作用一段距離后分開，球落地反彈。已知球反彈的速度v2的大小是落地速度v1大小的4/5，反彈后恰好達到最高點，球與地面的作用時間為t=0.1s，籃球的質量m=0.5kg，半徑為R=0.1m，若地面對球的作用力可視為恒力，籃球與地面碰撞時認為重心不變，忽略空氣阻力和籃球的轉動。求（1）球反彈的速度v2.（2）地面對球的作用力F（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（19分）水上滑梯可簡化成如圖所示的模型：傾角為θ=37°斜滑道AB和水平滑道BC平滑連接，起點A距水面的高度H=7.0m，BC長d=2.0m，端點C距水面的高度h="1.0m." 一質量m=50kg的運動員從滑道起點A點無初速地自由滑下,運動員與AB、BC間的動摩擦因數均為μ=0.10，（cos37°=0.8，sin37°=0.6，運動員在運動過程中可視為質點）求：

（1）運動員沿AB下滑時加速度的大小a；
（2）運動員從A滑到C的過程中克服摩擦力所做的功W和到達C點時速度的大小υ；
（3）保持水平滑道端點在同一豎直線上，調節(jié)水平滑道高度h和長度d到圖中B′C′位置時，運動員從滑梯平拋到水面的水平位移最大，求此時滑道B′C′距水面的高度h′。

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