有一傾角為θ的斜面，其底端固定一擋板M，另有三個木塊A、B和C，它們的質(zhì)量分別為m=m=m，m=3 m，它們與斜面間的動摩擦因數(shù)都相同.其中木塊A連接一輕彈簧放于斜面上，并通過輕彈簧與擋板M相連，如圖所示.開始時，木塊A靜止在P處，彈簧處于自然伸長狀態(tài).木塊B在Q點(diǎn)以初速度v向下運(yùn)動，P、Q間的距離為L.已知木塊B在下滑過程中做勻速直線運(yùn)動，與木塊A相碰后立刻一起向下運(yùn)動，但不粘連，它們到達(dá)一個最低點(diǎn)后又向上運(yùn)動，木塊B向上運(yùn)動恰好能回到Q點(diǎn).若木塊A靜止于P點(diǎn)，木塊C從Q點(diǎn)開始以初速度向下運(yùn)動，經(jīng)歷同樣過程，最后木塊C停在斜面上的R點(diǎn)，求P、R間的距離L′的大小。


【解析】木塊B下滑做勻速直線運(yùn)動，有mgsinθ=μmgcosθ

    B和A相撞前后，總動量守恒,mv=2mv，所以

    v=

   設(shè)兩木塊向下壓縮彈簧的最大長度為s,兩木塊被彈簧彈回到P點(diǎn)時的速度為v，則

μ2mgcosθ·2s=

兩木塊在P點(diǎn)處分開后，木塊B上滑到Q點(diǎn)的過程：

（mgsinθ+μmgcosθ）L=

 木塊C與A碰撞前后，總動量守恒，則3m·，所以

v′=v

設(shè)木塊C和A壓縮彈簧的最大長度為s′,兩木塊被彈簧彈回到P點(diǎn)時的速度為v,則μ4mgcosθ·2s′=

木塊C與A在P點(diǎn)處分開后，木塊C上滑到R點(diǎn)的過程：

（3mgsinθ+μ3mgcosθ）L′=

在木塊壓縮彈簧的過程中，重力對木塊所做的功與摩擦力對木塊所做的功大小相等，因此彈簧被壓縮而具有的最大彈性勢能等于開始壓縮彈簧時兩木塊的總動能.

因此，木塊B和A壓縮彈簧的初動能E木塊C與A壓縮彈簧的初動能E即E

因此，彈簧前后兩次的最大壓縮量相等，即s=s′

綜上，得L′=L-


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


監(jiān)控系統(tǒng)控制電路如圖所示，電鍵S閉合時，系統(tǒng)白天和晚上都工作，電鍵S斷開時，

系統(tǒng)僅晚上工作。在電路中虛框處分別接入光敏電阻（受光照時阻值減�。┖投ㄖ惦娮�，則電路中

A．C是“與門”，A是光敏電阻      B．C是“與門”，B是光敏電阻

C．C是“或門”，A是光敏電阻      D．C是“或門”，B是光敏電阻

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科目：高中物理 來源： 題型：


在星球表面發(fā)射探測器，當(dāng)發(fā)射速度為v時，探測器可繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動；當(dāng)發(fā)射速度達(dá)到v時，可擺脫星球引力束縛脫離該星球，已知地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為10∶1，半徑比約為2∶1，下列說法正確的有

A．探測器的質(zhì)量越大，脫離星球所需的發(fā)射速度越大

B．探測器在地球表面受到的引力比在火星表面的大

C．探測器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等[來源:學(xué).科.網(wǎng)]

D．探測器脫離星球的過程中勢能逐漸變大

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科目：高中物理 來源： 題型：


（1）如圖1所示，ABC為一固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道，BC段水平，AB段與BC段平滑連接。質(zhì)量為m1的小球從高位處由靜止開始沿軌道下滑，與靜止在軌道BC段上質(zhì)量為m2的小球發(fā)生碰撞，碰撞后兩球兩球的運(yùn)動方向處于同一水平線上，且在碰撞過程中無機(jī)械能損失。求碰撞后小球m2的速度大小v2；

（2）碰撞過程中的能量傳遞規(guī)律在物理學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。為了探究這一規(guī)律，我們才用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直線上、且無機(jī)械能損失的簡化力學(xué)模型。如圖2所示，在固定光滑水平軌道上，質(zhì)量分別為m1、m2、m3……mn-1、mn……的若干個球沿直線靜止相間排列，給第1個球初能Ek1，從而引起各球的依次碰撞。定義其中第n個球經(jīng)過依次碰撞后獲得的動能Ekn與Ek1之比為第1個球?qū)Φ?i>n個球的動能傳遞系數(shù)k1n。

a) 求k1n

b) 若m1=4m0，mk=m0，m0為確定的已知量。求m2為何值時，k1n值最大

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一輕繩吊著粗細(xì)均勻的棒，棒下端離地面高H，上端套著一個細(xì)環(huán)。棒和環(huán)的質(zhì)量均為m，相互間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力kmg(k>1)。斷開輕繩，棒和環(huán)自由下落。假設(shè)棒足夠長，與地面發(fā)生碰撞時，觸地時間極短，無動能損失。棒在整個運(yùn)動過程中始終保持豎直，空氣阻力不計(jì)。求：⑴棒第一次與地面碰撞彈起上升過程中，環(huán)的加速度。⑵從斷開輕繩到棒與地面第二次碰撞的瞬間，棒運(yùn)動的路程s。⑶從斷開輕繩到棒和環(huán)都靜止，摩擦力對環(huán)及棒做的總功W。

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科目：高中物理 來源： 題型：


下圖是某種靜電分選器的原理示意圖。兩個豎直放置的平行金屬板帶有等量異號電荷，形成勻強(qiáng)電場。分選器漏斗的出口與兩板上端處于同一高度，到兩板距離相等�；旌显谝黄鸬腶、b兩種顆粒從漏斗出口下落時，a種顆粒帶上正電，b種顆粒帶上負(fù)電。經(jīng)分選電場后，a、b兩種顆粒分別落到水平傳送帶A、B上。

    已知兩板間距，板的長度，電場僅局限在平行板之間；各顆粒所帶電量大小與其質(zhì)量之比均為。設(shè)顆粒進(jìn)入電場時的初速度為零，分選過程中顆粒大小及顆粒間的相互作用力不計(jì)。要求兩種顆粒離開電場區(qū)域時，不接觸到極板但有最大偏轉(zhuǎn)量。重力加速度g取。

    （1）左右兩板各帶何種電荷？兩極板間的電壓多大？

    （2）若兩帶電平行板的下端距傳送帶A、B的高度，顆粒落至傳送帶時的速度大小是多少？

    （3）設(shè)顆粒每次與傳送帶碰撞反彈時，沿豎直方向的速度大小為碰撞前豎直方向速度大小的一半。寫出顆粒第n次碰撞反彈高度的表達(dá)式。并求出經(jīng)過多少次碰撞，顆粒反彈的高度小于0.01m。

 

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如圖所示，在y>0的區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場，在y<0的區(qū)域內(nèi)有垂直坐標(biāo)平面向里的勻強(qiáng)磁場。一電子（質(zhì)量為m、電量為e）從y軸上A點(diǎn)以沿x軸正方向的初速度v0開始運(yùn)動。當(dāng)電子第一次穿越x軸時，恰好到達(dá)C點(diǎn)；當(dāng)電子第二次穿越x軸時，恰好到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)；當(dāng)電子第三次穿越x軸時，恰好到達(dá)D點(diǎn)。C、D兩點(diǎn)均未在圖中標(biāo)出。已知A、C點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn)的距離分別為d、2d。不計(jì)電子的重力。求

（1）電場強(qiáng)度E的大��；

（2）磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

（3）電子從A運(yùn)動到D經(jīng)歷的時間t．

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，頂角θ=45°，的金屬導(dǎo)軌 MON固定在水平面內(nèi)，導(dǎo)軌處在方向豎直、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中。一根與ON垂直的導(dǎo)體棒在水平外力作用下以恒定速度v0沿導(dǎo)軌MON向左滑動，導(dǎo)體棒的質(zhì)量為m，導(dǎo)軌與導(dǎo)體棒單位長度的電阻均勻?yàn)閞。導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸點(diǎn)的a和b，導(dǎo)體棒在滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌良好接觸。t=0時，導(dǎo)體棒位于頂角O處，求：

（1）t時刻流過導(dǎo)體棒的電流強(qiáng)度I和電流方向。

（2）導(dǎo)體棒作勻速直線運(yùn)動時水平外力F的表達(dá)式。

（3）導(dǎo)體棒在0～t時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q。
（4）若在t0時刻將外力F撤去，導(dǎo)體棒最終在導(dǎo)軌上靜止時的坐標(biāo)x。

解：

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖是荷質(zhì)比相同的a、b兩粒子從O點(diǎn)垂直勻強(qiáng)磁場進(jìn)入正方形區(qū)域的運(yùn)動軌跡，則（      ）

A．a(chǎn)的質(zhì)量比b的質(zhì)量大                 

B．a(chǎn)帶正電荷、b帶負(fù)電荷

C．a(chǎn)在磁場中的運(yùn)動速率比b的大          

D．a(chǎn)在磁場中的運(yùn)動時間比b的短

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