【題目】在豎直平面內(nèi)建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系,將一金屬桿的OA部分彎成拋物線形狀、AB部分為直線并與拋物線的A端相切,將彎好的金屬拋物線的O端固定在坐標(biāo)原點(diǎn)且與水平x軸相切,平面直角坐標(biāo)系與金屬拋物線共面.已知金屬桿拋物線部分的方程為y=x2,A點(diǎn)縱坐標(biāo)為yA=0.8m.一處于原長(zhǎng)的輕彈簧穿在AB桿上,彈簧下端固定在B點(diǎn).現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.2kg的物塊(中間有孔)套在金屬桿上,由O點(diǎn)以初速度v0=5m/s水平拋出,到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度VA=6m/s并繼續(xù)沿桿下滑壓縮彈簧到最低點(diǎn)C (圖中未畫出),然后物塊又被彈簧反彈恰能到達(dá)A點(diǎn).已知物塊與金屬桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=g=10m/s2,sin37°=0.6cos37°=0.8,空氣阻力忽略不計(jì).求:

1)拋出的物塊沿金屬桿拋物線OA部分滑動(dòng)時(shí)克服摩擦力做的功:

2)上述過程中彈簧的最大彈性勢(shì)能.

【答案】10.5J;(216.2J

【解析】1)在拋物線OA部分滑動(dòng)時(shí)只有重力、摩擦力做功,故由動(dòng)能定理可得:克服摩擦力做的功為: ;
2)物體從AC,和從CA克服摩擦力做的功相等,又有整個(gè)過程只有摩擦力、重力、彈簧彈力做功,故由動(dòng)能定理可得:

解得: ;
由拋物線部分的方程為,可知: ,

那么,AB的傾斜角為: ;
所以,物體從AC過程,摩擦力做功為:


重力做功為: ;
所以,對(duì)物體從AC應(yīng)用動(dòng)能定理可得:彈簧的最大彈性勢(shì)能

;

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】如圖所示為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的圖象。此時(shí)質(zhì)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)方向沿y軸負(fù)方向,且當(dāng)t=055s時(shí)質(zhì)點(diǎn)P恰好第3次到達(dá)y軸正方向最大位移處。問:

1)該簡(jiǎn)諧橫波的波速v的大小和方向如何?

2)從t=0t=12s,質(zhì)點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)的路程s是多少?

3)當(dāng)t=12s時(shí),質(zhì)點(diǎn)Q相對(duì)于平衡位置的位移y的大小是多少?

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【題目】在均質(zhì)彈性繩中有一振源S,它以5Hz的頻率上下做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),振幅為5cm,形成的波沿繩向左、右兩邊傳播.從振源開始振動(dòng)計(jì)時(shí),t時(shí)刻的波形如圖所示,質(zhì)點(diǎn)P右邊的繩還未振動(dòng),S左邊的波形沒有畫出,則 ( )

A. 該波的波速為60cm/s

B. 波源S開始振動(dòng)的方向向下

C. 圖中的質(zhì)點(diǎn)Qt時(shí)刻處在波谷

D. t=0t=1.0s時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程為70cm

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【題目】夏天,小明同學(xué)把自行車輪胎上的氣門芯拔出的時(shí)候,會(huì)覺得從輪胎里噴出的氣體涼,如果把輪胎里的氣體視為理想氣體,則關(guān)于氣體噴出的過程,下列說法正確的是

A. 氣體的內(nèi)能減少

B. 氣體的內(nèi)能不變

C. 氣體來不及與外界發(fā)生熱交換,對(duì)外做功,溫度降低

D. 氣體膨脹時(shí),熱量散得太快,使氣體溫度降低了

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【題目】把一個(gè)小球放在玻璃漏斗中,晃動(dòng)漏斗,可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。此時(shí)小球所受到的力有:(

A. 重力、支持力B. 重力、支持力,向心力

C. 重力、支持力,離心力D. 重力、支持力、向心力、沿漏斗壁的下滑力

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【題目】如圖所示,在水平地面上固定一對(duì)與水平面夾角為α的光滑平行導(dǎo)電軌道,軌道間的距離為l,兩軌道底端的連線與軌道垂直,頂端接有電源.將一根質(zhì)量為m的直導(dǎo)體棒ab放在兩軌道上,且與兩軌道垂直.已知軌道和導(dǎo)體棒的電阻及電源的內(nèi)電阻均不能忽略,通過導(dǎo)體棒的恒定電流大小為I,方向由ab,圖乙為圖甲沿ab方向觀察的平面圖.若重力加速度為g,在軌道所在空間加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止.

(1)請(qǐng)?jiān)趫D乙所示的平面圖中畫出導(dǎo)體棒受力的示意圖;

(2)求出磁場(chǎng)對(duì)導(dǎo)體棒的安培力的大小;

(3)如果改變導(dǎo)軌所在空間的磁場(chǎng)方向,試確定使導(dǎo)體棒在軌道上保持靜止的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的最小值的大小和方向.

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【題目】如圖所示,水平傳送帶的長(zhǎng)度L=5m,皮帶輪的半徑R=0.1m,皮帶輪以角速度ω順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),現(xiàn)有一小物體(視為質(zhì)點(diǎn))以水平速度v0從A點(diǎn)滑上傳送帶,越過B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),其水平位移為x.保持物體的初速度v0不變,多次改變皮帶輪的角速度ω,依次測(cè)量水平位移x,得到如圖所示的x﹣ω圖象,則下列說法正確的是(  )

A. 當(dāng)0<ω<10rad/s時(shí),物體在AB之間做勻減速直線運(yùn)動(dòng)

B. 當(dāng)ω≥30rad/s時(shí),物體在AB之間做勻速直線運(yùn)動(dòng)

C. 物體水平初速度為v0=5m/s

D. B端距地面的高度h=5m

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【題目】蘭渝鐵路的開通,為廣大廣安市民的生活、工作帶來極大的方便。某次動(dòng)車起于廣安市,經(jīng)南充市、遂寧市、止于成都東站。由于一些車次的動(dòng)車需經(jīng)停某些車站,因此不同車次的動(dòng)車運(yùn)行時(shí)間略有不同,這引起了物理愛好者的興趣,F(xiàn)簡(jiǎn)化動(dòng)車運(yùn)行物理模型,假設(shè)在南充站停靠的動(dòng)車在?磕铣湔厩耙运俣葀0=234 km /h做勻速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)停該站的動(dòng)車先做勻減速直線運(yùn)動(dòng),在該站短暫停留后,做勻加速直線運(yùn)動(dòng)出站,當(dāng)速度達(dá)到v0=234 km /h時(shí)又開始做勻速直線運(yùn)動(dòng),全過程的v—t圖象如圖所示。求:

(1)動(dòng)車離開南充站時(shí)的加速度大。

(2)動(dòng)車?磕铣湔颈炔煌?吭撜具\(yùn)行多經(jīng)歷的時(shí)間。

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