精英家教網(wǎng)一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與質(zhì)量為m的滑塊相連.滑塊在光滑水平面上做簡諧運(yùn)動(dòng),周期為T,振幅為A.滑塊從最大位移向平衡位置運(yùn)動(dòng)的過程中,在求彈簧彈力的沖量大小時(shí),有以下兩種不同的解法:
解法一 解法二
由于彈簧的彈力F與位移x成正比,所以甲同學(xué)先求出0~
T
4
內(nèi)的平均彈力
.
F
=
kA+O
2

由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間是
T
4
,所以
I=
.
F
?
T
4
=
kAT
8
乙同學(xué)查閱資料后得到彈性勢能的表達(dá)式是:Ep=
1
2
kx2(x為彈簧的形變量).
設(shè)滑塊到達(dá)平衡位置時(shí)的速度為v,根據(jù)機(jī)械能守恒定律:
1
2
kA2=
1
2
mv2
所以:v=A
k
m

又根據(jù)動(dòng)量定理:I=mv-O=A
mk
關(guān)于以上兩種解法,下列判斷準(zhǔn)確的是( 。
分析:動(dòng)量定理知,合外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化,沖量是力對時(shí)間的積累效應(yīng),但此情境中彈力為變力,不可用恒力的算法來計(jì)算變力的沖量,只可變相求解變力的沖量
解答:解:彈簧振子的彈力并不會(huì)隨時(shí)間成正比增加,而是隨位移均勻增加,在F--t圖象中,圖線形狀呈現(xiàn)正弦規(guī)律變化,因此不可以取平均力計(jì)算,故解法一不妥,故選B
點(diǎn)評:記住沖量的算法中的字母含義;類比彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系的實(shí)驗(yàn),只有力與時(shí)間成正比例關(guān)系時(shí),計(jì)算沖量可以采用平均力,故本題不可
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,下端掛有一匝數(shù)為n的矩形線框abcd,bc邊長為L,線框下邊部分處于勻強(qiáng)磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,方向與線框平面垂直,如圖所示,垂直紙面向里.線框中通以電流,方向如圖,開始時(shí)線框處于平衡狀態(tài).現(xiàn)令磁場反向,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小仍為B,線框達(dá)到新的平衡,求在此過程中,線框位移△x的大小
2nBIL
k
2nBIL
k

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在傾角為θ的光滑斜面上端系有一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,彈簧下端連一個(gè)質(zhì)量為m的小球,球被一垂直于斜面的擋板A擋住,此時(shí)彈簧沒有形變.若擋板A以加速度a(a<gsinθ)沿斜面向下勻加速運(yùn)動(dòng),問:
(1)小球向下運(yùn)動(dòng)多少距離時(shí)速度最大?
(2)從開始運(yùn)動(dòng)到小球與擋板分離所經(jīng)歷的時(shí)間為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在傾角為30°的光滑斜面上,有一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,其一端固定在固定擋板C上,另一端連接一質(zhì)量為m的物體A.有一細(xì)繩通過定滑輪,細(xì)繩的一端系在物體A上(細(xì)繩與斜面平行),另一端系有一細(xì)繩套,物體A處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)在細(xì)繩套上輕輕掛上一個(gè)質(zhì)量為m的物體B后,物體A將沿斜面向上運(yùn)動(dòng),試求:
(1)未掛物體B時(shí),彈簧的形變量;
(2)物體A的最大速度值.

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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?江蘇)(1)如圖所示,沿平直鐵路線有間距相等的三座鐵塔A、B和C.假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛,當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光,列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是
(A)同時(shí)被照亮
(B)A先被照亮
(C)C先被照亮
(D)無法判斷
(2)一束光從空氣射向折射率為
3
的某種介質(zhì),若反向光線與折射光線垂直,則入射角為
60°
60°
.真空中的光速為c,則光在該介質(zhì)中的傳播速度為
3
3
c
3
3
c

(3)將一勁度系數(shù)為K的輕質(zhì)彈簧豎直懸掛,下湍系上質(zhì)量為m的物塊,將物塊向下拉離平衡位置后松開,物塊上下做簡諧運(yùn)動(dòng),其振動(dòng)周期恰好等于以物塊平衡時(shí)彈簧的伸長量為擺長的單擺周期.請由單擺周期公式推算出物塊做簡諧運(yùn)動(dòng)的周期T.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,BCPC′D是螺旋軌道,半徑為R的圓O與半徑為2R的BCD圓弧相切于最低點(diǎn)C,與水平面夾角都是37°的傾斜軌道AB、ED分別與BC、C′D圓弧相切于B、D點(diǎn)(C、C′均為豎直圓的最底點(diǎn)),將一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧的一端固定在AB軌道的有孔固定板上,平行于斜面的細(xì)線穿過有孔固定板和彈簧跨過定滑輪將小球和大球連接,小球與彈簧接觸但不相連,小球質(zhì)量為m,大球質(zhì)量為
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m,ED軌道上固定一同樣輕質(zhì)彈簧,彈簧下端與D點(diǎn)距離為L2,初始兩球靜止,小球與B點(diǎn)的距離是L1,L1>L2,現(xiàn)小球與細(xì)線突然斷開.一切摩擦不計(jì),重力加速度為g.
(1)細(xì)線剛斷時(shí),小球的加速度大;
(2)小球恰好能完成豎直圓周運(yùn)動(dòng)這種情況下,小球過C點(diǎn)前后瞬間有壓力突變,求壓力改變量為多少?
(3)小球沖上左側(cè)軌道獲得與初始線斷相同的加速度時(shí),小球的速度.

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