【題目】如圖甲所示，有一裝置由傾斜軌道AB、水平軌道BC、豎直臺階CD和足夠長的水平直軌道DE組成，表面處處光滑，且AB段與BC段通過一小圓弧（未畫出）平滑相接。有一小球用輕繩豎直懸掛在C點的正上方，小球與BC平面相切但無擠壓。緊靠臺階右側(cè)停放著一輛小車，車的上表面水平與B點等高且右側(cè)固定一根輕彈簧，彈簧的自由端在Q點，其中PQ段是粗糙的，Q點右側(cè)表面光滑。現(xiàn)將一個滑塊從傾斜軌道的頂端A處自由釋放，滑至C點時與小球發(fā)生正碰，然后從小車左端P點滑上小車。碰撞之后小球在豎直平面做圓周運(yùn)動，輕繩受到的拉力如圖乙所示。已知滑塊、小球和小車的質(zhì)量分別為m1=3kg、m2=1kg和m3=6kg，AB軌道頂端A點距BC段的高度為h=0.8m，PQ段長度為L=0.4m，輕繩的長度為R=0.5m。 滑塊、小球均可視為質(zhì)點。取g=10m/s2。求：

（1）滑塊到達(dá)BC軌道上時的速度大小。

（2）滑塊與小球碰后瞬間小球的速度大小。

（3）要使滑塊既能擠壓彈簧，又最終沒有滑離小車，則滑塊與PQ之間的動摩擦因數(shù)μ應(yīng)在什么范圍內(nèi)？（滑塊與彈簧的相互作用始終在彈簧的彈性范圍內(nèi)）

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

試題（1）設(shè)滑塊與小球碰撞前瞬間速度為，由機(jī)械能守恒，

有①

得

（2）設(shè)小球在最高點的速度為v，由圖乙可知小球在最高點時受到的拉力

由牛頓第二定律，有②

設(shè)小球碰撞后瞬間速度為，由機(jī)械能守恒，有③

聯(lián)立①②③并代入數(shù)據(jù)，解得

（3）滑塊與小球碰撞過程滿足動量守恒：④

得碰撞后的速度方向向右

滑塊最終沒有滑離小車，滑塊和小車之間必有共同的末速度

由滑塊與小車組成的系統(tǒng)動量守恒：⑤

（I）若較大，則滑塊可能不與彈簧接觸就已經(jīng)與小車相對靜止，設(shè)滑塊恰好滑到Q點，由能量轉(zhuǎn)化與守恒有⑥

聯(lián)立④⑤⑥得

（II）若不是很大，則滑塊必然擠壓彈簧，再被彈回到PQ之間，設(shè)滑塊恰好回到小車的左端P點處，由能量轉(zhuǎn)化與守恒有⑦

④⑤⑦得

綜上所述，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】如圖所示為“用打點計時器驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗裝置。

（1）關(guān)于本實驗，下列說法中正確的是_________

A．必須用秒表測出重物下落的時間

B．打點計時器應(yīng)連接直流電源

C．驗證時，一定要測量重物的質(zhì)量或重力

D．選擇質(zhì)量較大、體積較小的重物可以減小阻力帶來的實驗誤差

（2）若已知打點計時器的電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=9.80m/s2，重物質(zhì)量為0.2kg。實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖所示，打P點時，重物的速度為零，A、B、C為另外3個連續(xù)點。根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)可知，重物由P點運(yùn)動到B點的過程中，重力勢能減少量△Ep=____J，動能增加量△EK=_____J。（計算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

（3）多次實驗表明重力勢能減少量總是大于動能增加量，可能的原因是：________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，高度為h、截面為直角三角形的物塊A靜止在光滑水平地面上，A的 斜面光滑、與水平底面的夾角為30°�，F(xiàn)將另一小滑塊B（看做質(zhì)點）置于三角形物塊的 頂端，使其從初速度為零開始釋放，已知A的質(zhì)量為B質(zhì)量的二倍，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g。求：

（1）B到達(dá)A的斜面末端時，A后退的距離；

（2）B離開A后，A的速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用圖甲的實驗裝置，探究物塊在水平桌面上的“速度隨時間變化的規(guī)律”，物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動，重物落地后，物塊再運(yùn)動一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測量的點開始，每5個點取1個計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的距離如圖乙所示。打點計時器電源的頻率為50Hz。

(1)通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷出物塊在相鄰計數(shù)點____和____之間某時刻開始減速。

(2)打計數(shù)點5時，物塊對應(yīng)的速度大小v=_______m/s。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

(3)物塊加速運(yùn)動過程中加速度的大小a=_______m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實驗小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行實驗，鉤碼A和B分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，鉤碼質(zhì)量均為M，在A的上面套一個比它大一點的環(huán)形金屬塊C，在距地面為處由一寬度略大于A的狹縫，鉤碼A能通過狹縫，環(huán)形金屬塊C不能通過，開始時A距離狹縫的高度為，放手后，A、B、C從靜止開始運(yùn)動

（1）利用計時儀器測得鉤碼A通過狹縫后落地用時，則鉤碼A通過狹縫的速度為_______（用題中字母表示）；

（2）若通過此裝置驗證機(jī)械能守恒定律，還需要測出環(huán)形金屬框C的質(zhì)量m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，若系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則需滿足的等式為___________（用題中字母表示）；

（3）為減小測量時間的誤差，有同學(xué)提出如下方案：實驗時調(diào)節(jié)，測出鉤碼A從釋放到落地的總時間t，來計算鉤碼A通過狹縫的速度，你認(rèn)為可行嗎？若可行，寫出鉤碼A通過狹縫時的速度表達(dá)式；若不可行，請簡要說明理由________、___________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一電場線平行于軸的電場，其電勢隨坐標(biāo)的變化圖線如圖所示。若將一帶負(fù)電粒子（重力不計）從坐標(biāo)原點由靜止釋放。則下列說法正確的是

A. 粒子將沿軸方向運(yùn)動且離點最遠(yuǎn)距離為

B. 粒子經(jīng)過點與點時動能相等

C. 粒子在點與點的加速度大小相等方向相反

D. 粒子經(jīng)過點時電場力的功率大小是經(jīng)過點時功率大小的2倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)一半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向外．一束質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子沿平行于直徑MN的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，粒子的速度大小不同，重力不計，入射點P到直徑MN的距離為h，則

A. 若某粒子經(jīng)過磁場射出時的速度方向恰好與其入射方向相反，則該粒子的入射速度是

B. 恰好能從M點射出的粒子速度是為

C. 若h＝R / 2，粒子從P點經(jīng)磁場到M點的時間是

D. 當(dāng)粒子軌道半徑r=R時，粒子從圓形磁場區(qū)域最低點射出

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長的粗糙絕緣斜面與水平面成θ=37°放置，在斜面上直線aa′和bb′與斜面底邊平行，在aa′，bb′圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝l T；現(xiàn)有一質(zhì)量為m＝10 g，總電阻R＝1Ω.邊長d＝0.1 m的正方形金屬線圈MNQP，讓PQ邊與斜面底邊平行，從斜面上端靜止釋放，線圈剛好勻速穿過整個磁場區(qū)域，已知線圈與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5，( g= 10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：

（1）線圈進(jìn)入磁場區(qū)域時的速度；

（2）線圈釋放時，PQ邊到bb′的距離；

（3）整個線圈穿過磁場的過程中，線圈上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為2t的某汽車在平直公路上以最大速度勻速行駛時，速度大小為30m/s. 如果該汽車從靜止開始先以的加速度啟動，以后又以額定功率繼續(xù)加速到最大速度，整個加速過程汽車行駛的路程為75m，汽車受到的阻力恒為車重的0. 1倍，重力加速度大小為，求：

（1）汽車速度分別為9m/s及15m/s時，加速度的大小；

（2）汽車整個啟動過程運(yùn)動的時間.

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同步練習(xí)冊答案