【題目】如圖所示，小車右端有一半圓形光滑軌道BC相切車表面于B點(diǎn)，一個(gè)質(zhì)量為m=1.0kg可以視為質(zhì)點(diǎn)的物塊放置在A點(diǎn)，隨小車一起以速度v0=5.0m/s沿光滑水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)．勁度系數(shù)較大的輕質(zhì)彈簧固定在右側(cè)豎直擋板上．當(dāng)小車壓縮彈簧到最短時(shí)，彈簧自鎖（即不再壓縮也不恢復(fù)形變），此時(shí)，物塊恰好在小車的B處，此后物塊恰能沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C．已知小車上表面水平且離地面的高度h=0.45m，小車的質(zhì)量為M=1.0kg，小車的長(zhǎng)度為l=1.0m，半圓形軌道半徑為R=0.4m，物塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2．重力加速度g取10m/s2，試求：

（1）物塊運(yùn)到B點(diǎn)時(shí)的速度vB；

（2）彈簧在壓縮到最短時(shí)具有的彈性勢(shì)能Ep；

（3）若小物塊落到小車上發(fā)生碰撞，碰撞后水平方向的速度不變，豎直方向等速率返回，小車始終保持靜止，求物塊落地點(diǎn)到小車左端A的水平距離x．

【答案】（1）m/s（2）EP=13J（3）1.6m

【解析】

當(dāng)小車壓縮彈簧到最短時(shí)速度為零，物塊恰能沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C，由重力充當(dāng)向心力，由此求得物塊經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度．從B到C的過(guò)程，運(yùn)用機(jī)械能守恒定律求物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度vB；根據(jù)能量守恒定律求彈簧壓縮到最短時(shí)具有的彈性勢(shì)能Ep；物塊離開(kāi)C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)分位移公式求出C平拋運(yùn)動(dòng)的水平距離．對(duì)于物塊從C到落地的過(guò)程，由分位移公式求出物體相對(duì)于地的水平位移，從而求得物塊落地點(diǎn)到小車左端的水平距離x；

解：(1)物塊恰能運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C，有

又

解得m/s

(2)由功能關(guān)系，有

解得 EP=13J

(3)由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)，有 ，

解得x1=0.8m

解得x2=1m

所以x=2x1+x2-l=1.6m

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：

【題目】如圖所示，透熱的汽缸內(nèi)封有一定質(zhì)量的理想氣體，缸體質(zhì)量M＝200 kg，活塞質(zhì)量m＝10 kg，活塞橫截面積S＝100cm2�；钊c汽缸壁無(wú)摩擦且不漏氣。此時(shí)，缸內(nèi)氣體的溫度為27 ℃，活塞位于汽缸正中，整個(gè)裝置都靜止。已知大氣壓恒為p0＝1.0×105 Pa，重力加速度為g＝10 m/s2。求：

（1）汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)p1；

（2）汽缸內(nèi)氣體的溫度升高到多少時(shí)，活塞恰好會(huì)靜止在汽缸缸口AB處？此過(guò)程中汽缸內(nèi)的氣體是吸熱還是放熱？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為R的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ與x軸相切于坐標(biāo)系的原點(diǎn)O，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1，方向垂直于紙面向外，磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ右側(cè)有一長(zhǎng)方體加速管，加速管底面寬度為2R，軸線與x軸平行且過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅰ的圓心，左側(cè)的電勢(shì)比右側(cè)高。在加速管出口正下方距離D點(diǎn)為R處放置一寬度為d=3R的熒光屏EF，熒光屏與豎直方向成θ=60°角，加速管右側(cè)存在方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域Ⅱ，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B2．在0點(diǎn)處有一個(gè)粒子源，能沿紙面向y＞0的各個(gè)方向均勻地發(fā)射大量質(zhì)量為m、帶電荷量為q且速率相同的粒子，其中沿y軸正方向射入磁場(chǎng)的粒子，恰能沿軸線O2O3進(jìn)入長(zhǎng)方形加速管并垂直打在熒光屏上，（不計(jì)粒子重力及其相互作用）。

（1）求粒子剛進(jìn)入加速管時(shí)的速度v1的大�。�

（2）求加速電壓U；

（3）求熒光屏上被粒子打中的區(qū)域長(zhǎng)度△l；

（4）若要讓從加速管BO3區(qū)域出來(lái)的粒子全部打中熒光屏，磁場(chǎng)Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度B2大小應(yīng)滿足什么條件？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】將總質(zhì)量為1.05kg的模型火箭點(diǎn)火升空，在0.02s時(shí)間內(nèi)有50g燃?xì)庖源笮?/span>200m/s的速度從火箭尾部噴出．在燃?xì)鈬姵鲞^(guò)程，火箭獲得的平均推力為_____N，在燃?xì)鈬姵龊蟮乃查g，火箭的速度大小為_____m/s（燃?xì)鈬姵鲞^(guò)程中重力和空氣阻力可忽略）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)上下都與大氣相通的直圓筒，內(nèi)部橫截面積為S=0.01m2，中間用兩個(gè)活塞A和B封住一定質(zhì)量的氣體．A、B都可沿圓筒無(wú)摩擦地上下滑動(dòng)，且不漏氣．A的質(zhì)量不計(jì)，B的質(zhì)量為M，并與一勁度系數(shù)為k=5×103N/m的較長(zhǎng)的彈簧相連．已知大氣壓p0=1×105Pa，平衡時(shí)兩活塞之間的距離l0=0.6m，現(xiàn)用力壓A，使之緩慢向下移動(dòng)一段距離后保持平衡．此時(shí)用于壓A的力F=500N．求活塞A下移的距離．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】邊長(zhǎng)為3L的正方形區(qū)域分成相等的三部分，左右兩側(cè)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，中間區(qū)域?yàn)閯驈?qiáng)電場(chǎng)，如圖所示．左側(cè)磁場(chǎng)垂直紙面向外，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1；右側(cè)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2，方向垂直于紙面向里；中間區(qū)域電場(chǎng)方向與正方形區(qū)域的上下邊界平行．一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電粒子從平行金屬板的正極板開(kāi)始由靜止被加速，加速電壓為U，加速后粒子從a點(diǎn)進(jìn)入左側(cè)磁場(chǎng)且與左邊界的夾角θ=300，又從距正方形上下邊界等間距的b點(diǎn)沿與電場(chǎng)平行的方向進(jìn)入電場(chǎng)，不計(jì)粒子重力．求：

（1）粒子經(jīng)過(guò)平行金屬板加速后的速度大小v；

（2）左側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B1；

（3）若，電場(chǎng)強(qiáng)度E的取值在什么范圍內(nèi)時(shí)粒子能從右側(cè)磁場(chǎng)的上邊緣cd間離開(kāi)？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】2017年9月25日后，微信啟動(dòng)頁(yè)面所顯示的圖片將從以前的美國(guó)衛(wèi)星成像圖換成“風(fēng)云”四號(hào)衛(wèi)星成像圖．“風(fēng)云”四號(hào)是我國(guó)新一代靜止軌道氣象衛(wèi)星，下列關(guān)于“風(fēng)云”四號(hào)氣象衛(wèi)星的說(shuō)法，正確的是 ( )

A. 它運(yùn)行的線速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間

B. 它必定在赤道正上空，高度可任意調(diào)整

C. 繞地球運(yùn)行的角速度與靜止在赤道上的物體的角速度相等

D. 繞地球運(yùn)行的向心加速度比月球繞地球運(yùn)行的向心加速度小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為兩個(gè)單擺做受迫振動(dòng)的共振曲線，則下列說(shuō)法正確的是(　 　)

A. 兩個(gè)單擺的固有周期之比為TⅠ∶TⅡ＝5∶2

B. 若兩個(gè)受迫振動(dòng)在地球上同一地點(diǎn)進(jìn)行，則兩者擺長(zhǎng)之比為lⅠ∶lⅡ＝4∶25

C. 圖線Ⅱ的單擺若是在地面上完成的，則該擺擺長(zhǎng)約為2m

D. 若兩個(gè)受迫振動(dòng)分別在月球上和地球上進(jìn)行，且擺長(zhǎng)相等，則圖線Ⅱ是月球上的單擺的共振曲線

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩平行金屬導(dǎo)軌間的距離L＝0.40 m，金屬導(dǎo)軌所在的平面與水平面夾角θ＝37°，在導(dǎo)軌所在平面內(nèi)，分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.50 T、方向垂直于導(dǎo)軌所在平面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。金屬導(dǎo)軌的一端接有電動(dòng)勢(shì)E＝4.5 V、內(nèi)阻r＝0.50 Ω的直流電源�，F(xiàn)把一個(gè)質(zhì)量m＝0.040 kg的導(dǎo)體棒ab放在金屬導(dǎo)軌上，導(dǎo)體棒恰好靜止。導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌垂直且接觸良好，導(dǎo)體棒與金屬導(dǎo)軌接觸的兩點(diǎn)間的電阻R0＝2.5 Ω，金屬導(dǎo)軌電阻不計(jì)，g取10 m/s2。

已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，求：

(1)電源的輸出功率

(2)導(dǎo)體棒受到的摩擦力的大小和方向；

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