18.如圖所示,光滑弧形坡道頂端距水平面高度為h,底端切線水平且與一水平粗糙滑道相連接,O點為連接處,一輕彈簧的一端固定在水平滑道左側(cè)的固定擋板M上,彈簧自然伸長時另一端N與O點的距離為s.質(zhì)量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止開始滑下,進入水平滑道并壓縮彈簧,已知彈簧的最大壓縮量為d,物塊與水平滑道間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,求:
(1)物塊剛與彈簧接觸時速度υ的大;
(2)彈簧的最大彈性勢能Ep;
(3)若物塊能夠被重新彈回到坡道上,求它在坡道上能夠上升的最大高度H.

分析 (1)根據(jù)機械能守恒定律求出物塊到達O點的速度,再根據(jù)動能定理求出物塊剛與彈簧接觸時的速度大。
(2)根據(jù)能量守恒求出彈簧的最大彈性勢能.
(3)根據(jù)彈簧過程中克服摩擦力做功的大小,結(jié)合功能關(guān)系求出上升的最大高度.

解答 解:(1)設(shè)小物塊滑至底端O點時的速度大小為v1,由機械能守恒定律得:
mgh=$\frac{1}{2}$mv12
設(shè)物塊剛與彈簧接觸時的速度大小為v,由動能定理可得:
-μmgs=$\frac{1}{2}$mv2-$\frac{1}{2}$mv12
解得:v=$\sqrt{2gh-2μgs}$
(2)在水平滑道上物塊A克服摩擦力所做的功為:Wf=μmg(s+d)      
由功能關(guān)系得:mgh=Ep+Wf
解得:Ep=mgh-μmg(s+d)                             
(3)物塊A被彈回的過程中,克服摩擦力所做的功仍為:Wf=μmg(s+d)
由功能關(guān)系得:mgH=Ep-Wf
解得物塊A能夠上升的最大高度為:H=h-2μ(s+d)                 
答:(1)物塊剛與彈簧接觸時速度υ的大小為$\sqrt{2gh-2μgs}$;
(2)彈簧的最大彈性勢能Ep為mgh-μmg(s+d);
(3)它在坡道上能夠上升的最大高度為h-2μ(s+d).

點評 本題考查了動能定理、機械能守恒、功能關(guān)系的綜合運用,關(guān)鍵確定研究的過程,運用合適的規(guī)律進行求解,難度中等.對于第一問,也可以對滑塊滑至與彈簧剛接觸的過程運用動能定理進行求解.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

8.關(guān)于打點計時器,回答下列問題
(1)電磁打點計時器使用的是A電源
A、低壓交流B、低壓直流C、220V交流電源
(2)某同學(xué)利用電火花打點計時器測定小車作勻變速運動的加速度,實驗中不需要的器材是③⑦(用代號表示)
①電火花打點計時器②刻度尺③秒表④帶滑輪長木板⑤小車⑥紙帶⑦天平  
(3)某同學(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.實驗中獲得一條紙帶如圖所示.其中兩相鄰的計數(shù)點間有四個點未畫出.已知所用電源的頻率為50Hz,則相鄰兩個計數(shù)點間的時間為0.1s,打A點時小車運動的速度VA=0.337m/s;小車運動的加速度a=0.393m/s2.(后兩空保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.如圖甲所示是一種速度傳感器的工作原理圖,在這個系統(tǒng)中B為一個能發(fā)射超聲波的固定小盒子,工作時小盒子B向被測物體發(fā)出短暫的超聲波脈沖,脈沖被運動的物體反射后又被B盒接收,從B盒發(fā)射超聲波開始計時,經(jīng)時間△t0再次發(fā)射超聲波脈沖,圖乙是連續(xù)兩次發(fā)射的超聲波的位移-時間圖象,則下列說法正確的是( 。
A.超聲波的速度為$\frac{2{x}_{1}}{{t}_{1}}$
B.物體的平均速度為$\frac{2({x}_{2}-{x}_{1})}{({t}_{2}-{t}_{1}+2△{t}_{0})}$
C.超聲波的速度為$\frac{2{x}_{2}}{{t}_{2}}$
D.物體的平均速度為$\frac{2({x}_{2}-{x}_{1})}{({t}_{2}-{t}_{1}+△{t}_{0})}$

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

6.用打點計時器可測紙帶運動的時間和位移,實驗使用的是電磁打點計時器,下面是沒有按操作順序?qū)懙膶嶒灢襟E.先在各步驟處填上適當(dāng)內(nèi)容,然后按實驗操作的合理順序,將字母代號填在空白處.
A.在打點計時器的兩接線柱上分別接上導(dǎo)線,導(dǎo)線的另一端分別接在低壓交流電源的兩個接線柱上;
B.把打點計時器固定在桌子上,讓紙帶穿過限位孔,把復(fù)寫紙?zhí)自诩埍P軸上,且壓在紙帶上面;
C.用刻度尺測量從計時開始點到最后一個點間的距離x;
D.切斷電壓,取下紙帶,如果共有n個清晰的點,則這段紙帶記錄的時間t=0.02(n-1)s;
E.打開電源開關(guān),用手水平地拉動紙帶,紙帶上被打出一系列小點;
F.利用公式=計算紙帶運動的平均速度.
實驗步驟的合理順序是BAEDCF.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

13.兩個共點力的合力與分力的關(guān)系,以下說法中正確的是( 。
A.合力作用效果與兩個分力共同作用的效果相同
B.合力與分力是同時存在的
C.合力的大小一定等于兩個分力的大小之和
D.合力的大小可以小于它的任一個分力

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.有下列幾種情景,請根據(jù)所學(xué)知識選擇對情景的判斷正確的是( 。
A.某巨輪在大海中的航行,因其體積龐大,在任何情況下都不能把它當(dāng)成質(zhì)點
B.高速公路上沿直線高速行駛的轎車,因緊急剎車,速度變化很快,所以加速度很大
C.某戰(zhàn)斗機起飛時離地速度大約為300km/h,此速度指瞬時速度
D.在任何情況下,位移的大小都不會等于路程

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.在靜電場中,下列有關(guān)電勢能、電勢判斷錯誤的是( 。
A.電勢能、電勢都是僅有電場本身因素決定,與處于電場中的電荷無關(guān)
B.電勢高的地方,電荷的電勢能一定大
C.順著電場線運動,電荷的電勢能一定減少
D.某點電勢的大小等于單位電荷在該點與在參考點的電勢能差的大小

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

7.運行的高速鐵路客運列車,假設(shè)觀察者站在列車第一節(jié)車廂前端一側(cè),列車由靜止開始做勻加速直線運動,測得第一節(jié)車廂通過他用了5s,列車全部通過他共用25s,問這列車一共由幾節(jié)車廂組成(車廂等長且不計車廂間距離)(  )
A.25節(jié)B.20節(jié)C.16節(jié)D.5節(jié)

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.如圖甲所示,繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行.初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶.若從小物塊滑上傳送帶開始計時,小物塊在傳送帶上運動的v-t圖象(以地面為參考系)如圖乙所示.已知v2>v1,則( 。
A.t1時刻,小物塊離A處的距離達到最大
B.t2時刻,小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大
C.0~t2時間內(nèi),小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左
D.0~t3時間內(nèi),小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用

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同步練習(xí)冊答案