【題目】如圖所示,一豎直光滑絕緣的管內(nèi)有一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)絕緣彈簧,其下端固定于地面,上端與一質(zhì)量為m帶電量為+q的小球A相連,整個空間存在一豎直向上的勻強電場,小球A靜止時彈簧恰為原長另一質(zhì)量也為m的不帶電的絕緣小球B從管內(nèi)距A高為x0處由靜止開始下落,與A發(fā)生碰撞后一起向下運動。若全過程中小球A的電量不發(fā)生變化,重力加速度為g

1x0已知,試求BA碰撞過程中損失的機械能;

2x0未知,且BA一起向上運動在最高點時恰未分離,試求A、B運動到最高點時彈簧的形變量x;

3在滿足第2問的情況下,試求A、B運動過程中的最大速度vm。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】解:(1)設(shè)勻強電場的場強為E,在碰撞前A靜止時有qE=mg ①

解得:

在與A碰撞前B的速度為v0,由機械能守恒定律得

BA碰撞后共同速度為v1,由動量守恒定律得mv0=2mv1

BA碰撞過程中損失的機械能△E;

(2) A,B在最高點恰不分離,此時A,B加速度相等,且它們間的彈力為零,設(shè)此時彈簧的伸長量為x1,則

B:mg=ma ⑤

A:mg+kx1-qE=ma ⑥

所以彈簧的伸長量為;

(3) A,B一起運動過程中合外力為零時,具有最大速度vm,設(shè)此時彈簧的壓縮量為x2,則

2mg-(qE+kx2)=0 ⑦

由于x1=x2,說明A,B在最高點處與合外力為零處彈簧的彈性勢能相等,對此過程由能量守恒定律得

解得: 。

點晴:解決問題首先要清楚研究對象的運動過程,們要清楚運動過程中能量的轉(zhuǎn)化,以便從能量守恒角度解決問題把動量守恒和能量守恒結(jié)合起來列出等式求解是常見的問題。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量m=4kg的小物塊從傾角θ=37°的光滑斜面上的A點由靜止開始下滑,經(jīng)過B點后進(jìn)入粗糙水平面,已知AB長度為3m,斜面末端B處與粗糙水平面平滑連接。g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8 )試求:

(1)小物塊滑到B點時的速度大小。

(2)若小物塊從A點開始運動到C點停下,一共經(jīng)歷時間t=2.5s,求BC的距離。

(3)上問中,小物塊與水平面的動摩擦因數(shù)μ多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的電路測量電源的電動勢及內(nèi)阻,同時測量電壓表V1、V2的內(nèi)阻(由電流計改裝,所用量程的內(nèi)阻較小)?墒褂玫钠鞑挠校娏鞅A1、A2、A3,開關(guān)S,滑動變阻器R1、R2,若干導(dǎo)線。

(1)按照原理圖甲將圖乙中的實物連線補充完整________

(2)完成電路連接后,進(jìn)行如下實驗:

i.閉合開關(guān)S,通過反復(fù)調(diào)節(jié)滑動變阻器R1、R2,使電流表A3的示數(shù)為O,此時電流表A1、A2的示數(shù)分別為104.1 mA81.5 mA,電壓表V1、V2的示數(shù)分別為1.60 V1.03 V。

ii.再次調(diào)節(jié)R1、R2,使電流表A3的示數(shù)再次為O,此時電流表A1、A2的示數(shù)分別為167.7 mA46.4 mA,電壓表V1、V2的示數(shù)分別為0.91 V1.66 V。

完成下列填空:

①實驗中,調(diào)節(jié)滑動變阻器R1、R2,當(dāng)電流表示數(shù)為0時,電路中B點與C點的電勢______。(相等不相等”)

②根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)可得,電源的電動勢 E =_______V,內(nèi)阻r =_______Ω。(均保留1位小數(shù))

③根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)可得,電壓表V1的內(nèi)阻為______Ω,電壓表V2的內(nèi)阻為_______Ω。(均保留1位小數(shù))。

④電流表A1、A2的內(nèi)阻對電源的電動勢和內(nèi)陽的測量______影響。(”)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖A.為“用DIS研究物體的加速度與質(zhì)量的關(guān)系”實驗裝置。

(1)實驗中應(yīng)保持軌道___________且摩擦力足夠;為了研究小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系,應(yīng)保持_______________不變。

(2)若測得小車和發(fā)射器的總質(zhì)量為0.3千克,則跨過滑輪的細(xì)繩下懸掛的鉤碼質(zhì)量最適合用 ______

A.20克 B.50克 C.100克 D.200克

(3)某同學(xué)用正確的實驗方法測得實驗數(shù)據(jù),作出a-m圖線如圖B.。他觀察到a-m圖線為曲線,于是得出物體的加速度與質(zhì)量成反比。你認(rèn)為他的做法正確嗎?如果認(rèn)為正確,請說明理由。如果認(rèn)為不正確,請給出正確的處理方法_______________。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在足夠長的光滑絕緣的水平臺面上,存在有平行于水平面向右的勻強電場,電場強度為E。水平臺面上放置兩個靜止的小球AB(均可看作質(zhì)點),兩小球質(zhì)量均為m,帶正電的A球電荷量為Q,B球不帶電,A、B連線與電場線平行。開始時兩球相距L,在電場力作用下,A球開始運動(此時為計時零點,即t=0),后與B球發(fā)生正碰,碰撞過程中A、B兩球總動能無損失。若在各次碰撞過程中,AB兩球間均無電荷量轉(zhuǎn)移,且不考慮兩球碰撞時間及兩球間的萬有引力,則( )

A. 第一次碰撞結(jié)束瞬間B球的速度大小為

B. 第一次碰撞到第二次碰撞B小球向右運動了2L

C. 第二次碰撞結(jié)束瞬間A球的速度大小為

D. 相鄰兩次碰撞時間間隔總為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定有兩個很靠近的同心圓軌道,外圓光滑,內(nèi)圓粗糙.一質(zhì)量為m的小球從軌道的最低點以初速度v0向右運動,球的直徑略小于兩圓間距,球運動的軌道半徑為R,不計空氣阻力.設(shè)小球過最低點時重力勢能為零,下列說法正確的是( )

A. 小球在同心圓軌道內(nèi)運動過程中,機械能一定減小

B. 若經(jīng)過足夠長時間,小球最終的機械能可能為

C. 若小球在運動過程中機械能守恒,則v0一定不小于

D. 若小球第一次運動到最高點時速度大小為0,則v0一定大于

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為3 m的足夠長木板C靜止在光滑水平面上,質(zhì)量均為m的兩個小物體AB放在C的左端,AB間相距s0,現(xiàn)同時對AB施加水平向右的瞬時沖量而使之分別獲得初速度v02v0,ABC之間的動摩擦因數(shù)分別為μ和2μ,

(1)最終ABC的共同速度為多大?

(2)求運動過程中A的最小速度?

(3)AB最終相距多遠(yuǎn)?

(4)整個過程中AB與木板C因摩擦所產(chǎn)生的熱量之比為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在粗糙水平地面上與墻平行放著一個截面為半圓的柱狀物體A,A與豎直墻之間放一光滑圓球B,整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)對B加一豎直向下的力F,F(xiàn)的作用線通過球心,設(shè)墻對B的作用力為,BA的作用力為,地面對A的作用力為。若F緩慢增大而整個裝置仍保持靜止,截面如圖所示,在此過程中(

A. 保持不變,緩慢增大

B. 緩慢增大,保持增大

C. 緩慢增大,緩慢增大

D. 緩慢增大,保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2018112日,我國成功發(fā)射北斗三號組網(wǎng)衛(wèi)星。如圖為發(fā)射衛(wèi)星的示意圖,先將衛(wèi)星發(fā)射到半徑為r1=r的圓軌道上做勻速圓周運動,到A點時使衛(wèi)星加速進(jìn)入橢圓軌道,到橢圓軌道的遠(yuǎn)地點B點時,再次改變衛(wèi)星的速度,使衛(wèi)星進(jìn)入半徑為r2=2r的圓軌道做勻速圓周運動。.已知衛(wèi)星在橢圓軌道時距地心的距離與速度的乘積為定值,衛(wèi)星在橢圓軌道上A點時的速度為v,衛(wèi)星的質(zhì)量為m,地球質(zhì)量為M,引力常量為G,則發(fā)動機在A點對衛(wèi)星做的功與在B點對衛(wèi)星做的功之差為(不計衛(wèi)星的質(zhì)量變化)

A. B.

C. D.

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