【題目】如圖甲所示，一根輕質(zhì)彈簧上端固定在天花板上，下端掛一小球（可視為質(zhì)點），彈簧處于原長時小球位于O點。將小球從O點由靜止釋放，小球沿豎直方向在OP之間做往復(fù)運動，如圖所示。小球運動過程中彈簧始終處于彈性限度內(nèi)。不計空氣阻力，重力加速度為g。

(1)在小球運動的過程中，經(jīng)過某一位置A時動能為Ek1，重力勢能為EP1，彈簧彈性勢能為E彈1，經(jīng)過另一位置B時動能為Ek2，重力勢能為EP2，彈簧彈性勢能為E彈2。請根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，證明：小球由A運動到B 的過程中，小球、彈簧和地球組成的物體系統(tǒng)機械能守恒；

(2)已知彈簧勁度系數(shù)為k。以O點為坐標(biāo)原點，豎直向下為x軸正方向，建立一維坐標(biāo)系O-x，如圖乙所示。請在圖丙中畫出小球從O運動到P的過程中，彈簧彈力的大小F隨相對于O點的位移x變化的圖象。根據(jù)F-x圖象，求：小球從O運動到任意位置x的過程中彈力所做的功W，以及小球在此位置時彈簧的彈性勢能E彈；

【答案】(1)Ek1 + Ep1 +E彈1 = Ek2 +Ep2 +E彈2 (2),

【解析】(1)設(shè)重力做的功為WG，彈力做的功為W彈

根據(jù)動能定理WG + W彈 = Ek2 - Ek1

由重力做功與重力勢能的關(guān)系 WG = Ep1 – Ep2

由彈力做功與彈性勢能的關(guān)系 W彈 = E彈1- E彈2

聯(lián)立以上三式可得:Ek1 + Ep1 +E彈1 = Ek2 +Ep2 +E彈2

(2)F-x圖象如圖所示:

圖中的圖線和x軸圍成的面積表示功的大小

所以彈力做功為:

由彈力做功與彈性勢能的關(guān)系 W彈 = 0 -E彈

解得:

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，相同質(zhì)量的物塊從底邊長相同、傾角不同的固定斜面最高處同時由靜止釋放且下滑到底端，下面說法正確的是 ( )

A. 若物塊與斜面之間的動摩擦因數(shù)相同，傾角大的斜面上的物塊損失的機械能大

B. 若斜面光滑，兩物塊一定同時運動到斜面底端

C. 若斜面光滑，傾角大的斜面上的物塊一定后運動到斜面底端

D. 若物塊到達底面時的動能相同，物塊與傾角大的斜面間的動摩擦因數(shù)大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是（ ）

A. 在光電效應(yīng)實驗中，用同種頻率的光照射不同的金屬表面，從金屬表面逸出的光電子最大初動能Ek越大，則這種金屬的逸出功W0越小

B. 由玻爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要輻射一定頻率的光子，同時電子的動能減小，電勢能增大

C. 氡原子核的半衰期為3. 8天，4個氡原子核經(jīng)過7. 6天一定只剩下1個未發(fā)生衰變

D. 是聚變反應(yīng)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】額定電壓都是110V，額定功率PA＝100W，PB＝40W的燈泡兩盞，若接在電壓為220V的電路上，使兩盞燈泡均能正常發(fā)光，且消耗功率最小的電路是

A.

B.

C.

D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】騎自行車有很多益處，可緩解交通壓力，可節(jié)能減排，可鍛煉身體。近來多個城市推出摩拜單車，車鎖內(nèi)主要集成了芯片、GPS定位模塊和SIM卡等，便于掌控自行車的具體位置和狀態(tài)，其工作原理如圖所示。使用摩拜單車APP，用戶可以查看并找到單車位置，掃描車身上的二維碼，中心控制單元通過無線移動通信模塊與后臺管理系統(tǒng)進行連接，把從GPS定位模塊獲取的位置信息發(fā)送給后臺管理系統(tǒng)，根據(jù)開鎖指令控制機電鎖車裝置開鎖.用戶便可開始騎行.單車自身配置有太陽能發(fā)電以及蓄電裝置．根據(jù)上述材料，對于共享單車下列說法正確的是

A. 摩拜單車車鎖工作過程中需要用電，車內(nèi)有供電系統(tǒng)

B. 摩拜單車車鎖直接接收了手機的電磁輻射信號后自動開鎖，無需用電

C. 單車在騎行時，前后車輪所受地面的摩擦力均與自行車運動方向相反

D. 單車在滑行時，前后車輪所受地面的摩擦力均與自行車運動方向相反

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在一次救援中，一輛汽車停在一傾角為370的小山坡坡底，突然司機發(fā)現(xiàn)在距坡底48 m的山坡處一巨石以8 m/s的初速度加速滾下，巨石和山坡間的動摩擦因數(shù)為0.5，巨石到達坡底進入水平面的過程速率不變，在水平面的運動可以近似看成加速度大小為2m/s2的勻減速直線運動；司機發(fā)現(xiàn)險情后經(jīng)過2s汽車才啟動起來，并以0.5m/s2的加速度一直做勻加速直線運動（如圖所示），求：

（1）巨石到達坡底時間和速率分別是多少？

（2）汽車司機能否安全脫險？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】從地面豎直上拋一物體A的同時，在離地面高H處有相同質(zhì)量的另一物體B開始做自由落體運動，兩物體在空中同時到達距地面高h時速率都為v(兩物體不會相碰)，則下列說法正確的是( )

A.

B. 物體A豎直上拋的初速度大小是物體B落地時速度大小的2倍

C. 物體A、B在空中運動的時間相等

D. 兩物體落地前各自的機械能都守恒且兩者機械能相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒，其軸線垂直于水平面，圓錐筒固定在水平地面不動．有兩個質(zhì)量均為m的小球A和小球B緊貼著筒內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，小球B所在的高度為小球A所在的高度一半．下列說法正確的是（　　）

A. 小球A、B所受的支持力大小之比為2：1

B. 小球A、B的加速度的大小之比為1：1

C. 小球A、B的角速度之比為 ：1

D. 小球A、B的線速度之比為：1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲、乙兩同學(xué)利用打點計時器所記錄的紙帶來研究做勻變速直線運動小車的運動情況，

(1)甲同學(xué)實驗裝置如圖（a）所示，打點計時器的工作頻率為50Hz．紙帶上計數(shù)點的間距如圖（b）所示，其中每相鄰兩點之間還有4個記錄點未畫出．則：

①部分實驗步驟如下：

A．測量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶．

B．接通電源，打點計時器工作．

C．放開小車

D．將小車�？吭诖螯c計時器附近，小車尾部與紙帶相連．

E．把打點計時器固定在夾板上，讓紙帶穿過限位孔．

上述實驗步驟的正確順序是：________________（用字母填寫）．

②圖（b）中打A點時小車運動的速度vA=__________m/s

③圖（b）中小車運動的加速度a=____________m/s2．

④若電源頻率低于50赫茲時，仍按相鄰兩個計數(shù)點時間間隔為0.10s計算，則測出小車的加速度__________（選填“偏大”、“不變”或“偏小”）．

(2)乙同學(xué)“研究勻變速直線運動”實驗中獲得的一條紙帶如圖（c）所示，O、A、B、C、D和E為紙帶上六個計數(shù)點．加速度大小用a表示．圖（d）是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的x-t2圖線（x為各計數(shù)點至同一起點的距離），斜率表示__________ (用a表示) ，其大小為___________m/s2（ 結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）．

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