如圖所示，一輕質(zhì)光滑細(xì)直桿的底座與一輕彈簧相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，桿上套有一質(zhì)量為m的小環(huán)，現(xiàn)給環(huán)一個(gè)豎直的力F，使彈簧的壓縮量為x，然后控制作用在環(huán)上力的大小，使環(huán)向上做加速度為a（a小于g）的勻加速運(yùn)動(dòng)，直至環(huán)與桿的底座剛好要分離時(shí)，撤去對(duì)環(huán)的作用力，桿與彈簧始終處在豎直狀態(tài)，求：

    （1）從環(huán)開始運(yùn)動(dòng)到環(huán)與桿底座剛好要分離時(shí)，環(huán)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

    （2）此過(guò)程中作用在環(huán)上的力F的最大值與最小值

    （3）若環(huán)離開桿的底座后的一瞬間撤去外力F，結(jié)果環(huán)剛好能上升到桿的頂端，則桿的長(zhǎng)度為多少？

 


解析：（1）環(huán)與桿底座剛好要分離時(shí)環(huán)對(duì)底座的作用力剛好為零，即彈簧的彈力為零，這時(shí)彈簧處于原長(zhǎng)，這個(gè)過(guò)程運(yùn)動(dòng)的位移為x

    （1分）

    （1分）

    （2）剛開始時(shí)力F最小，（2分）

    解得最小值  （2分）

    剛要離開時(shí)，F(xiàn)最大，（2分）

    解得F最大值  （2分）

    （3）環(huán)離開桿的底座時(shí)，速度為（1分）

    然后做豎直的上拋運(yùn)動(dòng)，剛好到桿頂速度為零

則桿長(zhǎng)為   （2分）


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，de和fg是兩根足夠長(zhǎng)且固定在豎直方向上的光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間距離為L、電阻忽略不計(jì)。在導(dǎo)軌的上端接電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r的電源。一質(zhì)量為m、電阻為R的導(dǎo)體棒ab水平放置于導(dǎo)軌下端e、g處，并與導(dǎo)軌始終接觸良好。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌、電源、開關(guān)構(gòu)成閉合回路，整個(gè)裝置所處平面與水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向垂直于紙面向外。已知接通開關(guān)S后，導(dǎo)體棒ab由靜止開始向上加速運(yùn)動(dòng)。求：

（1）導(dǎo)體棒ab剛開始向上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度以及導(dǎo)體棒ab所能達(dá)到的最大速度；

（2）導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后電源的輸出功率；

（3）分析導(dǎo)體棒ab達(dá)到最大速度后的一段時(shí)間△t內(nèi)，整個(gè)回路中能量是怎樣轉(zhuǎn)化的?并證明能量守恒。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


兩束平行的細(xì)激光束，垂直于半圓柱玻璃的平面射到半圓柱玻璃上，如圖所示。已知其中一條光線沿直線穿過(guò)玻璃，它的入射點(diǎn)是O；另一條光線的入射點(diǎn)為A，穿過(guò)玻璃后兩條光線交于P點(diǎn)。已知玻璃截面的圓半徑為R，OA=，OP =R。求玻璃材料的折射率。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，在某一真空空間建立xOy坐標(biāo)系，從原點(diǎn)O處向第I象限發(fā)射一比荷的帶正電的粒子（重力不計(jì)），其速度的大小v0=1×103m/s，方向與x軸正方向成30°角。

（1）若在坐標(biāo)系y軸右側(cè)加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在第I象限，磁場(chǎng)方向垂直xOy平面向外；在第IV象限，磁場(chǎng)方向垂直xOy平面向里；磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B=1T，如圖甲所示，求粒子從O點(diǎn)射出后，第二次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的橫坐標(biāo)x1；

（2）若將上述磁場(chǎng)改為圖乙所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在t=0到t1=時(shí)間內(nèi)，y軸右側(cè)磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向外；在t1=到t2=時(shí)間內(nèi)，y軸右側(cè)磁場(chǎng)方向垂直于xOy平面向里，此后該空間不存在磁場(chǎng)，在t=0時(shí)刻，粒子仍從O點(diǎn)以v0射入，求粒子從O點(diǎn)射出后第二次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)的橫坐標(biāo)x2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，理想交變電流表與理想變壓器原線圈相連，副線圈中有、、、交變電流表和開關(guān)s。初始開關(guān)s斷開，原線圈接穩(wěn)定的交變電壓，下列說(shuō)法正確的是（     ）

A．s閉合，示數(shù)增大        B．s閉合，示數(shù)增大

C．s閉合，R2消耗的功率減小  D．s閉合，變壓器輸出功率增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


半徑為R的半球形介質(zhì)截面如圖所示，D為圓心，同一頻率的單色光a、b相互平行，從不同位置進(jìn)入介質(zhì)，光線a在O點(diǎn)恰好產(chǎn)生全反射。光線b的入射角為45°，求：

①介質(zhì)的折射率；

②光線a、b的射出點(diǎn)O與O′之間的距離。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，用導(dǎo)線將驗(yàn)電器與潔凈某種金屬板連接，現(xiàn)用藍(lán)光照射金屬板，驗(yàn)電器指針發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，針對(duì)這種現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是（）

（A）屬板表面的電子轉(zhuǎn)移到驗(yàn)電器指針處

（B）金屬板表面一部分電子脫離原子核的束縛飛出金屬板表面

（C）改用黃光照射，驗(yàn)電器指針一定會(huì)偏轉(zhuǎn)

（D）改用紫外線照射，驗(yàn)電器指針一定不會(huì)偏轉(zhuǎn)


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


質(zhì)量為4.0kg的物體A靜止在水平桌面上，另一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的物體B以5.0m/s的水平速度與物體A相碰。碰后物體B以1.0m/s的速度反向彈回，則系統(tǒng)的總動(dòng)量為_________kg·m/s，碰后物體A的速度大小為__________m/s。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如右圖所示，一閉合直角三角形線框以速度v勻速穿過(guò)勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域。從bc邊進(jìn)入磁場(chǎng)開始到a點(diǎn)離開的過(guò)程中，線框中感應(yīng)電流的情況（以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较颍┦窍聢D中的


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