8．如圖所示，傾角為θ的斜面頂端部分是一表面粗糙的水平臺面，一根輕彈簧一端固定在豎直墻壁上，另一端靠著一質(zhì)量為m的小木塊，用外力作用于木塊，使彈簧處于壓縮狀態(tài)．某時刻撤去外力，彈簧恢復(fù)原長將木塊彈開后，木塊繼續(xù)在平臺上滑行一段距離后從平臺最右端滑出，恰好落在斜面上的P點（圖中未畫出），已知P點到平臺最右端的距離為s，初始時刻木塊到平臺最右端距離為x，木塊與平臺間動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，不計空氣阻力，求剛開始彈簧所存儲的彈性勢能．

分析 彈簧釋放后彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為木塊的動能和內(nèi)能．產(chǎn)生的內(nèi)能由Q=μmgx求．根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律求出木塊離開平臺時的速度，從而木塊離開平臺時的動能，再由能量守恒定律求解．

解答 解：設(shè)剛開始彈簧所存儲的彈性勢能為EP．木塊在平臺最右端的速度為v，從剛撤去外力到木塊運(yùn)動到平臺最右端的過程中，由能量守恒定律可得：
  EP=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$+μmgx
木塊離開平臺后做平拋運(yùn)動，根據(jù)平拋運(yùn)動的規(guī)律有：
  在豎直方向上有：ssinθ=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
  在水平方向上有：scossθ=vt
聯(lián)立解得剛開始彈簧所存儲的彈性勢能  EP=$\frac{1}{4}$m$\frac{gsco{s}^{2}θ}{sinθ}$+μmgx
答：剛開始彈簧所存儲的彈性勢能為$\frac{gsco{s}^{2}θ}{sinθ}$+μmgx．

點評 分析清楚能量是如何轉(zhuǎn)化的是解決本題的關(guān)鍵，對于平拋運(yùn)動，常常運(yùn)用運(yùn)動的分解法研究．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

14．科學(xué)家在研究原子、原子核及基本粒子時，為了方便，常常用元電荷作為電量的單位，關(guān)于元電荷，下列論述中正確的是（　　）
A．把質(zhì)子或電子叫元電荷
B．1.6×10-19 C的電量叫元電荷
C．所有帶電體的帶電量一定等于元電荷的整數(shù)倍
D．元電荷的數(shù)值最早是由美國物理學(xué)家密立根用實驗測得的

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

15．如圖甲所示，長為L、間距為d的兩金屬板A、B水平放置，ab為兩板的中心線，一個帶電粒子以速度v0從a點水平射入，沿直線從b點射出，若將兩金屬板接到如圖乙所示的交變電壓上，欲使該粒子仍能從b點以速度v0射出，求：
（1）交變電壓的周期T應(yīng)滿足什么條件；
（2）粒子從a點射入金屬板的時刻應(yīng)滿足什么條件．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

16．在驗證牛頓第二定律的實驗中，某同學(xué)作出的a-$\frac{1}{m}$關(guān)系圖象如圖所示．從圖象可以看出，作用在研究對象上的恒力F=2.5N，當(dāng)物體的質(zhì)量M=10kg時，它的加速度a=0.25m/s2．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．甲、乙兩位同學(xué)分別用如圖1所示的裝置來驗證牛頓第二定律
（1）甲同學(xué)在驗證質(zhì)量不變時物體加速度與所受合外力的關(guān)系時，得到如圖2所示的a-F圖線，這與預(yù)期有差別．產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是：
A．沒有測量砝碼盤的質(zhì)量
B．沒有平衡小車受到的摩擦力
C．木板墊起時與水平面的夾角過大
答：C（填相應(yīng)字母）
（2）乙同學(xué)在驗證合外力不變時物體加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，得到加速度a與質(zhì)量m的數(shù)據(jù)如表所示：
m/kg0.300.200.160.130.10
a/m•s-21.202.002.603.104.00
為了用圖形顯示出加速度與質(zhì)量的關(guān)系嗎，請你在圖3示坐標(biāo)系中用描點法繪出圖線，并指出這是什么關(guān)系．答：加速度與質(zhì)量成反比關(guān)系

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．某同學(xué)利用如圖1所示的裝置探究“小車的加速度與所受合外力的關(guān)系”，具體實驗步驟如下：
A．按照圖1示安裝好實驗裝置，掛上砂桶（含少量砂子）．
B．調(diào)節(jié)長木板的傾角，輕推小車后，使小車沿長木板向下運(yùn)動，且通過兩個光電門的時間相等．
C．取下細(xì)繩和砂桶，測量砂子和桶的質(zhì)量m，并記下．
D．保持長木板的傾角不變，不掛砂桶，將小車置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車，記錄小車先后通過光電門甲和乙時顯示的時間．
E．重新掛上細(xì)繩和砂桶，改變砂桶中砂子的質(zhì)量，重復(fù)B～D步驟．
（1）若砂桶和砂子的總質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，重力加速度為g，則步驟D中小車加速下滑時所受合力大小為mg．（忽略空氣阻力）

（2）用游標(biāo)卡尺測得遮光片寬度d=6.75mm．
（3）若遮光片的寬度為d，光電門甲、乙之間的距離為l，顯示的時間分別為t1、t2，則小車的加速度a=$\frac{{（\fracywdfx2f{{t}^{2}}）}^{2}-{（\fracfcpcphz{{t}_{1}}）}^{2}}{2l}$．
（4）有關(guān)本實驗的說法正確的是A．
A．砂桶和砂子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
B．小車的質(zhì)量必須遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于砂桶和砂子的總質(zhì)量
C．平衡摩擦力時要取下細(xì)繩和砂桶
D．平衡摩擦力時不能取下細(xì)繩和砂桶．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．如圖所示，將打點計時器固定在鐵架臺上，用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，利用此裝置可驗證機(jī)械能守恒定律．
（1）已準(zhǔn)備的器材有打點計時器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺和帶夾子的重物，此外還需要的器材是D（填字母代號）．
A．直流電源、天平及砝碼    B．直流電源、毫米刻度尺
C．交流電源、天平及砝碼    D．交流電源、毫米刻度尺
（2）實驗中需要測量物體由靜止開始自由下落到某點時的瞬時速度v和下落高度h，某同學(xué)對實驗得到的紙帶，設(shè)計了以下四種測量方案，這些方案中合理的是D．
A．用刻度尺測出物體下落的高度h，由打點間隔數(shù)算出下落時間t，通過v=gt計算出瞬時速度v
B．用刻度尺測出物體下落的高度h，并通過v=$\sqrt{2gh}$計算出瞬時速度v
C．根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動時，紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v，并通過h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$計算得出高度h
D．用刻度尺測出物體下落的高度h，根據(jù)做勻變速運(yùn)動時，紙帶上某點的瞬時速度等于這點前后相鄰兩點間的平均速度，測算出瞬時速度v
（3）安裝好實驗裝置，正確進(jìn)行實驗操作，從打出的紙帶中選出符合要求的紙帶，如圖2所示．圖中O點為打點起始點，且速度為零，選取紙帶上打出的連續(xù)點A、B、C、…作為計數(shù)點，測出其中E、F、G、點距起始點O的距離分別為h1、h2、h3，已知重錘質(zhì)量為m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，計時器打點周期為T，為了驗證此實驗過程中機(jī)械能是否守恒，需要計算出從O點到F點的過程中，重錘重力勢能的減少量△Ep=mgh2．動能的增加量△Ek=$\frac{m（{h}_{3}-{h}_{1}）^{2}}{8{T}^{2}}$（用題中所給字母表示）．
（4）實驗結(jié)果往往是重力勢能的減少量略大于動能的增加量，關(guān)于這個誤差下列說法正確的是BD．
A．該誤差屬于偶然誤差              
B．該誤差屬于系統(tǒng)誤差
C．可以通過多次測量取平均值的方法來減少該誤差
D．可以通過減小空氣阻力和摩擦阻力的影響來減小該誤差
（5）某同學(xué)在試驗中發(fā)現(xiàn)重錘增加的動能略小于重錘減少的重力勢能，于是深入研究阻力對本實驗的影響，若重錘所受阻力為f，重錘質(zhì)量為m，重力加速度為g，他測出各計數(shù)點到起始點的距離h，并計算出各計數(shù)點的速度v，用實驗測得的數(shù)據(jù)繪制出v2-h圖線，如圖3所示，圖象是一條直線，此直線斜率k=$\frac{2（mg-f）}{m}$（用題中字母表示）．已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8m/s2，由圖線求得重錘下落時受到阻力與重錘所受重力的百分比為2.0%．（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

17．某研究行學(xué)習(xí)小組為測量儀物塊與木板之間的動摩擦因數(shù)，設(shè)置了如圖所示實驗裝置，將木板送固定在地面上，丙在木板的左端固定一豎直擋板，將一輕質(zhì)彈簧一端和擋板相連，另一端緊挨著物塊，但不栓接，在物塊的上方豎直固定有一窄遮光板，在木板上 B、C處固定有兩光電門（光電門已經(jīng)提前與數(shù)字計時器及電源一次通過B、C兩處的光電門，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間，所有操作均在彈簧的彈性限度內(nèi)．
（1）用游標(biāo)尺測量物塊上固定的遮光板的寬度d如圖所示，其讀數(shù)d=0.420cm；
（2）為了測量動摩擦因數(shù)，該學(xué)習(xí)小組用C處的光電門測出遮光板通過光電門的時間t1，此外還需要測量的物理量及其符號是光電門B與C之間的距離s以及測出遮光板通過光電門B的時間t2，則物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{wehyvnv^{2}}{2gs}（\frac{1}{{t}_{2}^{2}}-\frac{1}{{t}_{1}^{2}}）$（用測量的物理量和已知物理量符號表示）；多次改變彈簧壓縮量，釋放物塊進(jìn)行測量，求出的平均值，從而減小實驗誤差；
（3）假設(shè)物塊與木塊間的動摩擦因數(shù)μ已測定（后面的計算可以直接用μ表示），該學(xué)習(xí)小組發(fā)現(xiàn)，如果在某次實驗中物塊的釋放物質(zhì)A確定（物塊釋放后內(nèi)依次通過B、C兩處的光電門），在步驟（2）、（3）測量的基礎(chǔ)上，只需再測量出A、B間的距離x和另一物理量物塊和遮光板的總質(zhì)量m（寫出物理量的名稱及其符合），即可測出在物塊在該位置A釋放時，彈簧具有的彈性勢能，則彈簧勢能的表達(dá)式Ep=$\frac{1}{2}m{（\fracpc2tqdv{{t}_{2}^{2}}）}^{2}+μmgx$（用測量的物理量和已知物理量的符合表示）．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

18．如圖所示，質(zhì)量分別為M和m的兩個小球靜止置于高低不同的兩個平臺上，a、b、c 分別為不同高度的參考平面，下列說法正確的是（　　）
A．若以c為參考平面，M的機(jī)械能大
B．若以b為參考平面，M的機(jī)械能大
C．若以a為參考平面，m的機(jī)械能大
D．無論如何選擇參考平面，總是M的機(jī)械能大

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同步練習(xí)冊答案