如圖所示,光滑半圓弧軌道半徑為r,OA為水平半徑,BC為豎直直徑。一質(zhì)量為m 的小物塊自A處以某一豎直向下的初速度滑下,進入與C點相切的粗糙水平滑道CM上。在水平滑道上有一輕彈簧,其一端固定在豎直墻上,另一端恰位于滑道的末端C點(此時彈簧處于自然狀態(tài))。若物塊運動過程中彈簧最大彈性勢能為Ep,且物塊被彈簧反彈后恰能通過B點。已知物塊與水平滑道間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,求:

(1)物塊被彈簧反彈后恰能通過B點時的速度大;

(2)物塊離開彈簧剛進入半圓軌道C點時對軌道的壓力FN的大小;


(3)物塊從A處開始下滑時的初速度大小v0.


( 1)由題意可知,物塊在B點滿足:    (1分)

(1分)

(2)物塊由C點到B點機械能守恒:(2分)

在C點:(2分)

由以上三式聯(lián)立可得 ( 1分)

由牛頓第三定律可知,物塊對軌道最低點C的壓力

(3)設(shè)彈簧的最大壓縮量為d,由能量守恒定律可得:(2分)

對物塊由A點下滑到彈簧達最大壓縮量的過程應(yīng)用能量守恒定律可得:

(2分)

解得:(1分)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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下述說法正確的是( 。

 

A.

根據(jù)E=,可知電場中某點的場強與電場力成正比

 

B.

根據(jù)E=,可知點電荷電場中某點的場強與該點電荷的電量Q成正比

 

C.

根據(jù)場強疊加原理,可知合電場的場強一定大于分電場的場強

 

D.

電場線就是點電荷在電場中的運動軌跡

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足球以1.0m/s的速度水平飛向墻壁,碰到墻壁經(jīng)0.1s后以0.8m/s的速度沿同一直線反彈回來,足球在與墻壁碰撞的過程中的平均加速度為( 。

 

A.

2m/s2,方向垂直墻壁向里

B.

2m/s2,方向垂直墻壁向外

 

C.

18m/s2,方向垂直墻壁向里

D.

18m/s2,方向垂直墻壁向外

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一個排球在A點被豎直拋出時動能為20J,上升到最大高度后,又回到A點,動能變?yōu)?2J,設(shè)排球在運動中受到的阻力大小恒定,則

A.上升到最高點過程重力勢能增加了20J

B.從最高點回到A點過程克服阻力做功4J

C.上升到最高點過程機械能減少了8J

D.從最高點回到A點過程重力勢能減少了12J

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在“驗證機械能守恒定律”的實驗中:

(1)下面敘述正確的是 _________ 

A.用天平稱出重物的質(zhì)量

B.選用點跡清晰、特別是第1、2點間距接近2mm的紙帶

C.應(yīng)先通電再釋放紙帶

D.打點計時器應(yīng)接在電壓為4~6V的直流電源上

(2)選出一條紙帶如圖所示,其中O點為起始點,A、 B、C為三個計數(shù)點,打點計時器通以50Hz的交變電流,用分度值為1mm的刻度尺,測得OA=11.13cm,OB=17.69cm,OC=25.9cm.這三個數(shù)據(jù)中不符合有效數(shù)字要求的_________cm,應(yīng)該寫成           cm.

(3)在計數(shù)點A和B之間、B和C之間還各有一個點,重物的質(zhì)量為1kg,根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算,當(dāng)打點針打到B點時,重物的重力勢能比開始下落時減少了_______J,這時它的動能是_______J,由此得到的結(jié)論是_________.(g取9.8m/s2,保留三位小數(shù))

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如圖所示,將多用電表的選擇開關(guān)置于歐姆檔,再將電表的表筆與一光敏電阻的兩端相連,此時表筆的指針恰在表的中央,若用黑紙把光敏電阻包住,電表指針將向

A.左偏

B.右偏

C.不偏

D.不能確定

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如圖是單擺做阻尼振動的振動圖線,說法正確的是

A.振動過程中周期變小

B.振動過程中周期不變

C.?dāng)[球A時刻的勢能等于B時刻的勢能

D.?dāng)[球A時刻的動能等于B時刻的動能

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如圖所示,有一矩形區(qū)域abcd,水平邊長s=,豎直邊長h=1m。當(dāng)該區(qū)域只存在大小為E=10N/C、方向豎直向下的勻強電場時,一比荷為的正粒子由a點沿ab方向以速率v0進入該區(qū)域,粒子運動軌跡恰好通過該區(qū)域的幾何中心。當(dāng)該區(qū)域只存在勻強磁場時,另一個比荷也為的負(fù)粒子由c點沿cd方向以同樣的速率v0進入該區(qū)域,粒子運動軌跡也恰好通過該區(qū)域的幾何中心。不計粒子的重力,則

A.粒子進入矩形區(qū)域時的速率v0

B.磁感應(yīng)強度大小為,方向垂直紙面向外

C.正、負(fù)粒子各自通過矩形區(qū)域所用時間之比為

D.正、負(fù)粒子各自離開矩形區(qū)域時的動能相等

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 “驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如右圖所示采用重物自由下落的方法:

(1)實驗中,下面哪種測量工具是必需的________。

A.天平                                B.直流電源

C.刻度尺                                          D.秒表

(2)已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?i>g=9.80 m/s2,所用重物的質(zhì)量為200 g。實驗中選取一條符合實驗要求的紙帶如下圖所示,O為紙帶下落的起始點,A、BC為紙帶上選取的三個連續(xù)點。計算B點瞬時速度時,甲同學(xué)用vB2=2gxOB,乙同學(xué)用vB,其中所選方法正確的是________(選填“甲”或“乙”)同學(xué),由此求得打B點重物速度=______m/s.(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

(3)實驗中,發(fā)現(xiàn)重物減少的勢能總是大于重物增加的動能,造成這種現(xiàn)象的主要原因是____________________________________________________________。

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