如圖所示,一彈簧在傾角為θ的斜面上,下端固定,上端連接質(zhì)量為m的滑塊A,用一鎖定K將A鎖定在斜面上,并使彈簧剛好處于原長.在A點(diǎn)之下段斜面光滑,在A點(diǎn)之上段斜面粗糙.現(xiàn)將質(zhì)量也為m的物塊B從距離A為L的P點(diǎn)以某一初速度滑下,當(dāng)B剛要與A相碰瞬間鎖定K立即自動(dòng)解開,使B與A相碰(相碰時(shí)間極短),并使A、B以共同的速度壓縮彈簧(A、B互不粘連),然后B又剛好被反彈回P點(diǎn)而速度減為零.B物塊與粗糙段摩擦因數(shù)為μ.求B物原來的初速度大。
分析:B下滑過程中有重力及摩擦力做功,由動(dòng)能定理可得出表達(dá)式;而在AB碰撞中動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律可得出表達(dá)式;再對(duì)AB分離后對(duì)B分析,由動(dòng)能定理可得出表達(dá)式,聯(lián)立可解.
解答:解:設(shè)B物塊的初為V0,B與A碰前瞬間的速度為V1,B與A碰后的瞬間的速度為V2,對(duì)B在碰前過程有:
mgLsinθ-μmgLcosθ=
1
2
mV12-
1
2
mV22
A、B碰撞動(dòng)量守恒:m V1=2m V2
A、B反彈后在彈簧的原長分離,對(duì)B分離后有:mgLsinθ+μmgLcosθ=
1
2
mV22
由上三式可解得:V1=
2gL(3sinθ+5μcosθ

答:B物體原來的初速度為
2gL(3sinθ+5μcosθ
點(diǎn)評(píng):對(duì)于動(dòng)能定理的應(yīng)用題目,一定要注意分析過程,對(duì)不同的過程分別應(yīng)用動(dòng)能定理或動(dòng)量守恒列式,注意各過程之間的聯(lián)系,聯(lián)立方程可解.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,AB為傾龜θ=37°的絕緣直軌道,軌道的AC部分光滑,CB部分粗糙.BP為半徑R=1.0m的絕緣豎直光滑圓弧形軌道,O為圓心,圓心角∠BOP=143°、兩軌道相切于B點(diǎn),P、O兩點(diǎn)在同一豎直線上.輕彈簧下端固定在A點(diǎn)上端自由伸展到C點(diǎn),整個(gè)裝置處在豎直向下的足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)E=1.0×106N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m=2.0kg、帶負(fù)電且電量大小恒為q=1.0×10-5C的物塊(視為質(zhì)點(diǎn)),靠在彈簧上端(不拴接),現(xiàn)用外力推動(dòng)物塊,使彈簧緩慢壓縮到D點(diǎn),然后迅速撤去外力,物塊被反彈到C點(diǎn)時(shí)的速度VC=10m/So物塊與軌道CB間的動(dòng)摩擦因素μ=0.50,C、D間的距離L=1.Om5物塊第一次經(jīng)過B點(diǎn)后恰能到P點(diǎn).(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g 取 10m/s2) 
(1)求物塊從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中,彈簧對(duì)物塊所做的功W
(2)求B、C兩點(diǎn)間的距離X;
(3)若在P處安裝一個(gè)豎直彈性擋板,物塊與擋板相碰后沿原路返回(不計(jì)碰撞時(shí)的能量損失),再次擠壓彈簧后又被反彈上去,試判斷物塊是否會(huì)脫離軌道?(要寫出判斷依據(jù))

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科目:高中物理 來源:2012年浙江省溫州市高考物理適應(yīng)性訓(xùn)練(二)(解析版) 題型:解答題

如圖所示,AB為傾龜θ=37°的絕緣直軌道,軌道的AC部分光滑,CB部分粗糙.BP為半徑R=1.0m的絕緣豎直光滑圓弧形軌道,O為圓心,圓心角∠BOP=143°、兩軌道相切于B點(diǎn),P、O兩點(diǎn)在同一豎直線上.輕彈簧下端固定在A點(diǎn)上端自由伸展到C點(diǎn),整個(gè)裝置處在豎直向下的足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,場(chǎng)強(qiáng)E=1.0×106N/C.現(xiàn)有一質(zhì)量m=2.0kg、帶負(fù)電且電量大小恒為q=1.0×10-5C的物塊(視為質(zhì)點(diǎn)),靠在彈簧上端(不拴接),現(xiàn)用外力推動(dòng)物塊,使彈簧緩慢壓縮到D點(diǎn),然后迅速撤去外力,物塊被反彈到C點(diǎn)時(shí)的速度VC=10m/So物塊與軌道CB間的動(dòng)摩擦因素μ=0.50,C、D間的距離L=1.Om5物塊第一次經(jīng)過B點(diǎn)后恰能到P點(diǎn).(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g 取 10m/s2) 
(1)求物塊從D點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中,彈簧對(duì)物塊所做的功W
(2)求B、C兩點(diǎn)間的距離X;
(3)若在P處安裝一個(gè)豎直彈性擋板,物塊與擋板相碰后沿原路返回(不計(jì)碰撞時(shí)的能量損失),再次擠壓彈簧后又被反彈上去,試判斷物塊是否會(huì)脫離軌道?(要寫出判斷依據(jù))

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