如圖（a）所示，小球甲固定于足夠長(zhǎng)光滑水平面的左端，質(zhì)量m=0.4kg的小球乙可在光滑水平面的滑動(dòng)，甲、乙兩球之間因受到相互作用而具有一定的勢(shì)能，相互作用力沿二者連線且隨間距的變化而變化�，F(xiàn)已測(cè)出勢(shì)能隨位置x的變化規(guī)律如圖（b）所示中的實(shí)線所示。已知曲線最低點(diǎn)的橫坐標(biāo)x0=20cm，虛線①為勢(shì)能變化曲線的漸近線，虛線②為經(jīng)過(guò)曲線上x(chóng)=11cm點(diǎn)的切線，斜率絕對(duì)值k=0.03J/ cm。試求：（1）將小球乙從x1=8cm處由靜止釋放，小球乙所能達(dá)到的最大速度為多大？（2）小球乙在光滑水平面上何處由靜止釋放，小球乙不可能第二次經(jīng)過(guò)x0=20cm的位置？并寫(xiě)出必要的推斷說(shuō)明；（3）小球乙經(jīng)過(guò)x=11cm時(shí)加速度大小和方向。


 (1)球乙運(yùn)動(dòng)到x0=20cm位置時(shí)勢(shì)能最少，速度最大，能量守恒：0+Ep1=1/2mvm2  解得 : vm=  =1m/s （2）在0<x<6cm區(qū)間內(nèi)將小球乙由靜止釋放，不可能第二次經(jīng)過(guò)x0。  原因:在0<x<20cm區(qū)間內(nèi)兩球之間作用力為排斥力，在20cm <x<∞區(qū)間內(nèi)兩球之間作用力為吸引力，無(wú)窮遠(yuǎn)處和6cm處的勢(shì)能均為0.28J。若小球乙的靜止釋放點(diǎn)在6cm <x<∞區(qū)間，小球乙將做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，多次經(jīng)過(guò)x0=20cm的位置。而靜止釋放點(diǎn)在0<x<6cm區(qū)間內(nèi)時(shí)，初態(tài)勢(shì)能大0.28J，小球乙將會(huì)運(yùn)動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處而無(wú)法返回，只能經(jīng)過(guò)x0位置一次            

（3）x3=11cm處的切線斜率絕對(duì)值k=0.03J/cm=3J/m  表明此處乙球受到甲球F=3N的排斥力，   所以，乙球在x3=11cm處時(shí)，加速度大小a=F/m=7.5m/s2    方向沿x軸正方向


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：


當(dāng)船在靜水中的速度大于河水流速時(shí)，關(guān)于渡船的說(shuō)法中正確的是

A．船頭方向垂直河岸，渡河時(shí)間最短       B．船頭方向斜向上游，渡河時(shí)間最短

C．當(dāng)水速變大時(shí)，渡河的最短時(shí)間變長(zhǎng)     D．當(dāng)水速變大時(shí)，渡河的最短時(shí)間變短

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


滑雪者以某一初速度沖上斜面做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，到達(dá)斜面頂端時(shí)的速度為零．已知滑雪者通過(guò)斜面中點(diǎn)時(shí)的速度為V，則滑雪者初速度的大小為（    ）

A. V   B．(＋1)V        C.V     D.V

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，傳送帶做水平勻速運(yùn)動(dòng)，質(zhì)量m=l.0kg的小物塊輕輕放在傳送帶上的P點(diǎn)，隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)后被水平拋出。小物塊恰好無(wú)碰撞地沿圓弧切線從B點(diǎn)進(jìn)入豎直光滑圓弧軌道下滑，已知圓弧對(duì)應(yīng)圓心角θ=1060，圓弧半徑R=1.0m，B、C為圓弧的兩端點(diǎn)，其連線水平，軌道最低點(diǎn)為O，A點(diǎn)距水平面的高度h=0.80 m，小物塊離開(kāi)C點(diǎn)后恰能無(wú)碰撞地沿固定斜面向上運(yùn)動(dòng)，0.8s后經(jīng)過(guò)D點(diǎn)，物塊與斜面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=1/3（取sin530=0.8，cos530= 0.6）。試求：（1）小物塊離開(kāi)A點(diǎn)時(shí)的水平速度大小v1；（2）小物塊經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)它的支持力大小FN； （3）斜面上CD間的距離SCD；（4）已知小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.3，傳送帶的速度為5.0m/s。若傳送帶通過(guò)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)，則由于放上小物塊而使得電動(dòng)機(jī)多輸出的能量是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，離水平地面一定高處水平固定一內(nèi)壁光滑的圓筒，筒內(nèi)固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧處于自然長(zhǎng)度�，F(xiàn)將一小球從地面以某一初速度斜向上拋出，剛好能水平進(jìn)入圓筒中，不計(jì)空氣阻力。下列說(shuō)法中正確的是(    )

A.彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能等于小球拋出時(shí)的動(dòng)能   B.小球從拋出到將彈簧壓縮到最短的過(guò)程中小球的機(jī)械能守恒     C.小球拋出的初速度大小僅與圓筒離地面的高度有關(guān)

D.小球從拋出點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到圓筒口的時(shí)間與小球拋出時(shí)的角度無(wú)關(guān)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一宇航員到達(dá)半徑為R、密度均勻的某星球表面，做如下實(shí)驗(yàn)：用不可伸長(zhǎng)的輕繩拴一質(zhì)量為m的小球，上端固定在O點(diǎn)，如圖甲所示，現(xiàn)在最低點(diǎn)處給小球一初速度，使其繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，通過(guò)傳感器記錄下繩中拉力大小F隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，已知F1的大小等于7F2，引力常量為G，各種阻力不計(jì)，則(    )【  A.該星球表面的重力加速度為F2/m    B.衛(wèi)星繞該星球的第一宇宙速度為    C.該星球的質(zhì)量為F1R2/7Gm           D.小球通過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，傾角為37°的粗糙斜面AB底端與半徑R＝0.4 m的光滑半圓軌道BC平滑相連，O為軌道圓心，BC為圓軌道直徑且處于豎直方向，A、C兩點(diǎn)等高．質(zhì)量m＝1 kg的滑塊從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，恰能滑到與O等高的D點(diǎn)，g取10 m/s2，sin37°＝0.6 cos37°＝0.8. (1)求滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ； (2)若使滑塊能到達(dá)C點(diǎn)，求滑塊從A點(diǎn)沿斜面滑下時(shí)的初速度v0的最小值； (3)若滑塊離開(kāi)C點(diǎn)的速度大小為4 m/s，求滑塊從C點(diǎn)飛出至落到斜面上的時(shí)間t.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖甲所示，某一同學(xué)沿一直線行走，現(xiàn)用頻閃照相機(jī)記錄 了他行走過(guò)程中連續(xù)9個(gè)位置的圖片，仔細(xì)觀察圖片，指出在圖乙中能接近真實(shí)反映該同學(xué)運(yùn)動(dòng)的v－t圖象的是（    ）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


一質(zhì)量為m的小球以初動(dòng)能Ek0從地面豎直向上拋出，已知上升過(guò)程中受到阻力作用，圖中兩條圖線分別表示小球在上升過(guò)程中動(dòng)能,重力勢(shì)能中的某一個(gè)與其上升高度之間的關(guān)系，（以地面為零勢(shì)能面，ho表示上升的最大高度，圖中坐標(biāo)數(shù)據(jù)中的k值為常數(shù)且滿足0< k<l）則由圖可知，下列結(jié)論正確的是

A．上升高度時(shí)，動(dòng)能與重力勢(shì)能之差為

B．上升過(guò)程中阻力大小恒定且f= kmg

C．上升高度時(shí)，重力勢(shì)能和動(dòng)能相等

D．①表示的是動(dòng)能隨上升高度的圖像，②表示的是重力勢(shì)能隨上升高度的圖像

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