5.如圖所示,一開始用手固定一個壓縮彈簧的帶正電小球,小球電量為q,質(zhì)量為m.之后放開手,讓小球從A點開始在高度為H的高臺平面上做一段直線運動.其中,B點是彈簧的原長位置.AB段光滑,BC段粗糙,動摩擦系數(shù)為μ,長度為d.且BC段有水平向右的勻強電場.電場強度大小為E.后水平拋出,最后落到距高臺邊x的水平地面D上.求一開始彈簧的彈性勢能是多大?

分析 小球平拋運動的時間由高度H可求,結(jié)合水平位移x可得到平拋的初速度,對于從A到C的運動,由動能定理結(jié)合功能關(guān)系可得一開始彈簧的彈性勢能.

解答 解:設小球平拋運動的時間為t,則:H=$\frac{1}{2}$gt2
小球平拋的速度為v,則有:x=vt②
對于小球從A到C,由動能定理可得:${W}_{彈}+Eqd-μmgd=\frac{1}{2}$mv2
對于彈簧由功能關(guān)系可得,W=EP
由①②③④可得,EP=$\frac{m{gx}^{2}}{4H}+(μmg-eq)d$
答:一開始彈簧的彈性勢能是$\frac{m{gx}^{2}}{4H}+(μmg-eq)d$.

點評 彈簧彈力做功等于彈性勢能的減小量;平拋運動的時間僅有豎直高度決定;對于單個物體的運動,求解速度問題首選動能定理.

練習冊系列答案
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(1)相鄰兩記數(shù)點間的時間間隔為0.1 s.
(2)打點計時器打記數(shù)點3時,物體的速度大小v3=0.32 m/s,方向A→B (填由A→B或B→A)

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13.如圖所示,重50N的斜面體A放在動摩擦因數(shù)為0.2的水平面上,斜面上放有重10N的物塊B.若A、B均處于靜止狀態(tài),斜面傾角θ為30°,水平面對A的摩擦力為0N.

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20.如圖所示,輕桿L1=2L2,a、b兩球質(zhì)量mb=2ma,當它們繞O點在光滑的水平面上.以相同的角速度作勻速圓周運動時,兩桿的拉力之比T1:T2為(  )
A.3:4B.3:7C.7:3D.4:3

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10.關(guān)于初速度等于零的勻加速直線運動,下列說法中正確的是( 。
A.速度與運動時間成正比
B.速度的增量與運動時間的平方成正比
C.位移與運動時間的平方成正比
D.在連續(xù)相同時間內(nèi)的位移之差都相同

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17.水平地面上斜放著一塊木板AB,如圖所示,上面靜止著一個木塊.設木塊對斜面的壓力為FN,木塊所受重力沿斜面的分力為G1.若使斜面的B端緩慢放低時,將會產(chǎn)生的是下述的哪種結(jié)果( 。
A.FN增大,與水平面間的夾角變大;G1增大,與水平面間的夾角變大
B.FN增大,與水平面間的夾角變大;G1減小,與水平面間的夾角變小
C.FN減小,與水平面間的夾角變;G1增大,與水平面間的夾角變大
D.FN減小,與水平面間的夾角變。籊1減小,與水平面間的夾角變小

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14.兩只完全相同的燈泡A1和A2分別與相同的電感線圈串聯(lián),組成如圖所示的甲、乙兩個相同的部分電路.現(xiàn)在甲電路兩端加恒定電壓U,A1燈發(fā)光;而在乙電路兩端加最大電壓為$\sqrt{2}$U的正弦交變電壓,A2燈也發(fā)光.比較兩燈的明暗程度(  )
A.因為乙電路電壓最大值較大,A2燈亮度大于A1燈的亮度
B.因電壓的有效值相等,故A2燈亮度等于A1燈的亮度
C.因接交流時線圈的直流電阻較大,故A2燈亮度小于A1燈的亮度
D.因電感線圈有通直流阻交流的特性,故A2燈亮度小于A1燈的亮度

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16.粗糙的地面上放著一個質(zhì)量M=1.5kg的斜面,斜邊部分光滑,底面與地面的動摩擦因數(shù)μ=0.2,傾角θ=37°,在固定在斜面的擋板上用輕質(zhì)彈簧連接一質(zhì)量m=0.5kg 的小球,彈簧勁度系數(shù)k=200N/m,現(xiàn)給斜面施加一水平向右為F的恒力作用,使整體向右以a=1m/s2勻加速運動.
已知sin37°=0.6、cos37°=0.8,g=10m/s2
(1)求F的大。
(2)求出彈簧的形變量及斜面對小球的支持力大。

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