10．如圖所示，AB段是一段光滑的水平軌道，輕質(zhì)彈簧一端固定在A點(diǎn)，放置在軌道AB上，BC段是半徑R=2.5m的光滑半圓弧軌道，有一個(gè)質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），緊靠在被壓緊的彈簧前，松開(kāi)彈簧，物塊被彈出后沖上半圓弧軌道．經(jīng)過(guò)半圓弧軌道通過(guò)C點(diǎn)的速度為6m/s，g取10m/s2．求：
（1）彈簧被壓緊時(shí)的彈性勢(shì)能；
（2）物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力；
（3）物塊從C點(diǎn)飛出后在水平軌道上的落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離．

分析 （1）以彈簧和物塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，研究從彈簧釋放到物塊到達(dá)C點(diǎn)的過(guò)程，根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒求彈簧被壓緊時(shí)的彈性勢(shì)能；
（2）在C點(diǎn)，由合外力提供向心力，由牛頓第二定律求出軌道對(duì)物塊的壓力，再得到物塊對(duì)軌道的壓力．
（3）物塊從C點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求在水平軌道上的落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離．

解答 解：（1）根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：
彈簧被壓緊時(shí)的彈性勢(shì)能 Ep=2mgR+$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$
代入解得 Ep=6.8J
（2）在C點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得
   mg+N=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$
解得 N=0.44N
根據(jù)牛頓第三定律知，物塊對(duì)軌道的壓力大小為0.44N，方向向上．
（3）物塊從C點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得
  2R=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
  x=vCt
聯(lián)立解得 x=10m
即物塊從C點(diǎn)飛出后在水平軌道上的落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離為10m．
答：
（1）彈簧被壓緊時(shí)的彈性勢(shì)能是6.8J；
（2）物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力大小為0.44N，方向向上；
（3）物塊從C點(diǎn)飛出后在水平軌道上的落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離是6m．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵要分析清楚物塊的運(yùn)動(dòng)情況，把握能量的轉(zhuǎn)化情況，熟練運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的分解法研究平拋運(yùn)動(dòng)．

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：多選題

20．2008年9月，是我國(guó)航天史上又一段令人難忘的時(shí)光：“神七”成功發(fā)射進(jìn)入預(yù)定圓軌道，航天員翟志剛順利完成出艙行走任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)載人航天工程的又一重大跨越，有關(guān)“神七”的描述中正確的是（　�。�
A．“神七”的發(fā)射速度可以小于7.9 km/s
B．“神七”的發(fā)射速度一定小于第二宇宙速度
C．“神七”進(jìn)入預(yù)定軌道后，正常運(yùn)行的速度一定大于7.9 km/s
D．航天員翟志剛在太空中行走時(shí)的向心力由自身的重力提供

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

1．下列有關(guān)相對(duì)論的說(shuō)法中正確的是（　�。�
A．若物體能量增大，則它的質(zhì)量減小
B．根據(jù)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，時(shí)間和空間都是永恒不變的
C．狹義相對(duì)論認(rèn)為在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的
D．狹義相對(duì)論認(rèn)為真空中的光速在不同的慣性參考系中是不同的，與光源的運(yùn)動(dòng)有關(guān)

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

18．鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高度是不同的，如圖所示，已知內(nèi)外軌道平面對(duì)水平面傾角為θ，彎道處的圓弧半徑為R，在轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度為下列情況時(shí)，正確的是（　�。�
A．$v=\sqrt{gRtanθ}$火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)不擠壓軌道
B．$v＞\sqrt{gRtanθ}$火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)擠壓內(nèi)軌道
C．$v＜\sqrt{gRtanθ}$火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)擠壓外軌道
D．無(wú)論速度為多少，火車都將擠壓內(nèi)軌道

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

5．一個(gè)物體沿直線運(yùn)動(dòng)，從t=0時(shí)刻開(kāi)始，物體的$\frac{x}{t}$-t的圖象如圖所示，由此可知（　�。�
A．物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C．物體的初速度大小為0.5m/sD．物體的加速度大小為1m/s2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

3．如圖所示，有一小球P自坐標(biāo)原點(diǎn)O豎直向上射出，初速度為3m/s，受到水平方向的恒定風(fēng)力作用，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)M時(shí)，速度變?yōu)?m/s，最后該小球折回到水平軸Ox上的O′點(diǎn)，則OM和M O′的水平距離之比為1：3，小球在O′點(diǎn)的速度為5m/s．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

10．如圖所示，是一兒童游戲機(jī)的工作示意圖．光滑游戲面板與水平面成一夾角θ，半徑為R的四分之一圓弧軌道BC與AB管道相切于B點(diǎn)，C點(diǎn)為圓弧軌道最高點(diǎn)，輕彈簧下端固定在AB管道的底端，上端系一輕繩，繩通過(guò)彈簧內(nèi)部連一手柄P．將球投入AB管內(nèi)，緩慢下拉手柄使彈簧被壓縮，釋放手柄，彈珠被彈出，與游戲面板內(nèi)的障礙物發(fā)生一系列碰撞后落入彈槽里，根據(jù)入槽情況可以獲得不同的獎(jiǎng)勵(lì)．假設(shè)所有軌道均光滑，忽略空氣阻力和手柄質(zhì)量，彈珠視為質(zhì)點(diǎn)．某次緩慢下拉手柄，使彈珠距B點(diǎn)為L(zhǎng)，釋放手柄，彈珠被彈出，到達(dá)C點(diǎn)速度為v，下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．彈珠從釋放手柄開(kāi)始到觸碰障礙物之前的過(guò)程中機(jī)械能守恒
B．彈珠從釋放手柄到離開(kāi)彈簧的過(guò)程中，其動(dòng)能先增大后減小
C．彈珠脫離彈簧的瞬間，其動(dòng)能和重力勢(shì)能之和達(dá)到最大
D．此過(guò)程中，彈簧的最大彈性勢(shì)能為mg（L+R）sinθ+$\frac{1}{2}$mv2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

7．如圖所示物體A和B的質(zhì)量均為m，且分別與跨過(guò)定滑輪的輕繩連接（不計(jì)繩與滑輪．滑輪與軸之間的摩擦），在用水平變力F拉物體B沿水平方向向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)（　　）
A．物體A也做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．繩子拉力始終等于物體A所受重力
C．繩子對(duì)A物體的拉力大于A的重力D．繩子對(duì)A物體的拉力小于A的重力

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

8．如圖所示，粗糙水平桌面上有一矩形導(dǎo)體線圈，當(dāng)一豎直放置的條形磁場(chǎng)從線圈中線AB正上方等高快速經(jīng)過(guò)時(shí)線圈始終不動(dòng)，則關(guān)于線圈受到的支持力及在水平方向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的正確判斷是（　　）
A．支持力先變大后變小，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左
B．支持力先變大后變小，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右
C．支持力先變小后變大，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向左
D．支持力先變小后變大，運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向右

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案