13．如圖所示，滑塊由一理想彈簧發(fā)射器射出，經(jīng)光滑軌道AB，光滑螺旋圓形BCDE和粗糙直軌道EF到達(dá)光滑平臺(tái)FG，螺旋圓形BCDE的半徑R=0.20m，平臺(tái)FG的高度h=0.30m．軌道EF的長度s=0.8m．滑塊與粗糙直軌道EF間的摩擦阻力Ff=0.1N，當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)．能使質(zhì)量m=0.05kg的滑塊沿軌道上升到平臺(tái)FG，并且滑塊到達(dá)平臺(tái)時(shí)的速度v=6m/s，滑塊可視為質(zhì)點(diǎn)，求：

（1）滑塊離開發(fā)射器到達(dá)平臺(tái)FG的過程中重力對(duì)滑塊做的功；
（2）滑塊在粗糙直軌道上滑動(dòng)過程中摩擦阻力對(duì)滑塊做的功；
（3）當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)彈簧的彈性勢能；
（4）滑塊能夠完成整個(gè)過程到達(dá)平臺(tái)FG，彈簧至少要多大的彈性勢能．

分析 （1）滑塊離開發(fā)射器到達(dá)平臺(tái)FG的過程中重力對(duì)滑塊做負(fù)功，根據(jù)上升的高度和重力求解；
（2）滑塊在粗糙直軌道上滑動(dòng)過程中，摩擦阻力對(duì)滑塊做負(fù)功，且摩擦力是恒力，直接根據(jù)功的計(jì)算公式求解；
（3）對(duì)滑塊運(yùn)動(dòng)的全過程，運(yùn)用動(dòng)能定理求彈力對(duì)滑塊做功，由功能關(guān)系可得到彈簧壓縮量為d時(shí)彈簧的彈性勢能；
（4）滑塊恰好到達(dá)圓形軌道最高點(diǎn)時(shí)，由重力提供向心力，由動(dòng)能定理和功能關(guān)系求彈簧的彈性勢能．

解答 解：（1）滑塊離開發(fā)射器到達(dá)平臺(tái)FG的過程中重力對(duì)滑塊做的功為：WG=-mgh=-0.15J
（2）滑塊在粗糙直軌道上滑動(dòng)過程中摩擦阻力對(duì)滑塊做的功為：Wf=-Ffs=-0.08J
（3）滑塊運(yùn)動(dòng)的全過程，由動(dòng)能定理得：W1+WG+Wf=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$-0
代入數(shù)據(jù)解得：W1=1.13J
由功能關(guān)系可得，彈簧的彈性勢能為1.13J．
（4）滑塊能夠到達(dá)最高點(diǎn)，由動(dòng)能定理得：W2+W′G=$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$-0
在圓形最高點(diǎn)，有：mg=m$\frac{{v}_{1}^{2}}{R}$
解得：W2=0.25J
滑塊克服粗糙軌道和平臺(tái)高度，由動(dòng)能定理有：
W3+W′G+Wf=0-0
解得：W3=0.23J
由于W2＞W(wǎng)3，所以彈簧彈性勢能的最小值為0.25J．
答：（1）滑塊離開發(fā)射器到達(dá)平臺(tái)FG的過程中重力對(duì)滑塊做的功是-0.15J；
（2）滑塊在粗糙直軌道上滑動(dòng)過程中摩擦阻力對(duì)滑塊做的功是-0.08J；
（3）當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí)彈簧的彈性勢能是 1.13J；
（4）滑塊能夠完成整個(gè)過程到達(dá)平臺(tái)FG，彈簧至少要0.25J的彈性勢能．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵要選擇解題過程，明確恒力做功的求法：功的計(jì)算公式，分段運(yùn)用動(dòng)能定理研究．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．如圖所示，邊長為l的正方形線框abcd，電阻為R，處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場邊緣，磁場方向垂直于紙面向外，線圈與磁感線垂直．在外力F將線圈以速度v向右勻速拉出磁場的過程中，則：（　�。�
A．線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→d→c→b→a
B．線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢大小為2Blv
C．拉力F的大小為2$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R}$
D．cd受到的安培力大小為：$\frac{{B}^{2}{l}^{2}v}{R}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

4．一輛質(zhì)量為m，額定功率為P的小車從靜止開始以恒定的加速度a起動(dòng)，所受阻力為f，經(jīng)時(shí)間t，行駛距離l后達(dá)到最大速度vm，然后勻速運(yùn)動(dòng)，則從靜止開始到最大速度過程中，機(jī)車牽引力所做的功為（　�。�
A．PtB．（f+ma）lC．$\frac{1}{2}$mvm2D．$\frac{1}{2}$mvm2+fl

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

1．甲、乙兩顆人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量之比為1：2，圍繞地做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比為2：1．則甲、乙衛(wèi)星受到的向心力大小之比為1：8，甲、乙的線速度大小之比為1：$\sqrt{2}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．如圖是某區(qū)域的電場線分布，A、B、C是電場中的三個(gè)點(diǎn)． 下列說法正確的是（　�。�
A．A點(diǎn)的電場強(qiáng)度最強(qiáng)
B．B點(diǎn)的電場強(qiáng)度最弱
C．A、B、C三點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向相同
D．正電荷、負(fù)電荷在B點(diǎn)受到的電場力方向相反

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

18．（1）平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以概括為兩點(diǎn)：①水平分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng)；②豎直分運(yùn)動(dòng)是自由落體運(yùn)動(dòng)．如圖甲所示為研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置，現(xiàn)把兩個(gè)小鐵球分別吸在電磁鐵C、E上，然后切斷電磁鐵C的電源，使一只小鐵球從軌道A射出，并在射出時(shí)碰到碰撞開關(guān)S，使電磁鐵E斷電釋放它吸著的小鐵球，兩鐵球同時(shí)落到地面．這個(gè)實(shí)驗(yàn)B
A．只能說明上述規(guī)律中的第①條
B．只能說明上述規(guī)律中的第②條
C．不能說明上述規(guī)律中的任何一條
D．能同時(shí)說明上述兩條規(guī)律
（2）在研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L=1.6cm，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖乙中的a、b、c、d所示．則小球從a運(yùn)動(dòng)到b所用的時(shí)間為0.04s，小球平拋的初速度的計(jì)算式為v0=2$\sqrt{gL}$（用L、g表示），其值是0.80 m/s，小球經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)的速度大小是1.0 m/s．（g=10m/s2，后兩空取兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．如圖所示為“割繩子”游戲中的一幅截圖，游戲中割斷左側(cè)繩子糖果就會(huì)通過正下方第一顆星星，糖果一定能經(jīng)過星星處嗎？現(xiàn)將其中的物理問題抽象出來進(jìn)行研究：三根不可伸長的輕繩共同系住一顆質(zhì)量為m的糖果（可視為質(zhì)點(diǎn)），設(shè)從左到右三根輕繩的長度分別為l1、l2和l3，其中最左側(cè)的繩子處于豎直且張緊的狀態(tài)，另兩根繩均處于松弛狀態(tài)，三根繩的上端分別固定在同一水平線上，且相鄰兩懸點(diǎn)間距離均為d，糖果正下方的第一顆星星與糖果距離為h．已知繩子由松弛到張緊時(shí)沿繩方向的速度分量即刻減為零，現(xiàn)將最左側(cè)的繩子割斷，以下選項(xiàng)正確的是（　　）
A．只要滿足l2≥$\sqrt{（{l}_{1}+h）^{2}+9ry99o9^{2}}$，糖果就能經(jīng)過正下方第一顆星星處
B．只要滿足l3≥$\sqrt{（{l}_{1}+h）^{2}+4nd4et9u^{2}}$，糖果就能經(jīng)過正下方第一顆星星處
C．糖果可能以$\frac{mg{{l}_{2}}^{2}}{wrtz9l4^{2}}$（$\sqrt{{{l}_{2}}^{2}-ceo94j9^{2}}$-l1）的初動(dòng)能開始繞中間懸點(diǎn)做圓運(yùn)動(dòng)
D．糖果到達(dá)最低點(diǎn)的動(dòng)能可能等于mg[l2-$\frac{（{{l}_{2}}^{2}-aguleoh^{2}）^{\frac{3}{2}}}{{{l}_{2}}^{2}}$-$\frac{{l}_{1}fcq4glj^{2}}{{{l}_{2}}^{2}}$]

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

2．質(zhì)量均為4kg的物體A、B用一勁度系數(shù)k=200N/m的輕質(zhì)彈簧連接，將它們豎直靜止放在水平面上，如圖甲所示，現(xiàn)將一豎直向上的變力F作用在A上，使A開始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，經(jīng)0.40s物體B剛要離開地面．取g=10m/s2
（1）求物體B剛要離開地面時(shí)，A物體的速度大小vA
（2）在圖乙中作出力F隨物體A的位移大小l變化（到物體B剛要離開為止）的關(guān)系圖象．

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科目：高中物理 來源： 題型：計(jì)算題

19．物理學(xué)家在研究物理問題時(shí)，常常抓住問題的主要因素，忽略問題的次要因素，從而抽象出一個(gè)物理模型．比如，在高中階段研究有關(guān)彈簧的問題時(shí)，由于彈簧本身質(zhì)量很小，所以將彈簧抽象為質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧．為了探討這種研究問題方法的可行性，我們以下面的問題為例進(jìn)行探究．如圖所示，水平光滑地面 上放有兩個(gè)滑塊A和B，質(zhì)量分別為m和2m，其中B滑塊上安裝一只質(zhì)量很小的輕彈簧，現(xiàn)給A一個(gè)初速度，大小為v0，則：
①在不計(jì)彈簧質(zhì)量的情況下，計(jì)算當(dāng)彈簧壓縮最短時(shí)，彈簧儲(chǔ)存的彈性勢能Ep；
②現(xiàn)考慮彈簧質(zhì)量，設(shè)彈簧質(zhì)量為$\frac{m}{20}$，請(qǐng)重新計(jì)算當(dāng)彈簧壓縮最短時(shí)，彈簧儲(chǔ)存的彈性勢能Ep′并計(jì)算與①中Ep的比值$\frac{{E}_{p}′}{{E}_{p}}$．

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