如圖5-8所示，滑塊A、B的質(zhì)量分別為m1與m2，m1＜m2，由輕質(zhì)彈簧相連接置于水平的氣墊導(dǎo)軌上，用一輕繩把兩滑塊拉至最近，使彈簧處于最大壓縮狀態(tài)后綁緊。兩滑塊一起以恒定的速率v0向右滑動。突然輕繩斷開，當(dāng)彈簧伸至本身的自然長度時，滑塊A的速度正好為0。求：

(1)繩斷開到第一次恢復(fù)自然長度的過程中彈簧釋放的彈性勢能Ep；

(2)在以后的運(yùn)動過程中，滑塊B是否會有速度為0的時刻?試通過定量分析證明你的結(jié)論.

（1）�。�2）假設(shè)在以后的運(yùn)動中滑塊B可以出現(xiàn)速度為0的時刻，并設(shè)此時A的速度為v1，彈簧的彈性勢能為Ep’，由機(jī)械能守恒定律得

  

根據(jù)動量守恒得(m1+m2) v0=m1 v1，

求出v1代入上式得:

 

因?yàn)?i>Ep’≥0，故得:

 

即m1≥m2，這與已知條件中m1＜m2不符�？梢娫谝院蟮倪\(yùn)動中不可能出現(xiàn)滑塊B的速度為0的情況。


解析:

(1)當(dāng)彈簧處壓縮狀態(tài)時，系統(tǒng)的機(jī)械能等于兩滑塊的動能和彈簧的彈性勢能之和，當(dāng)彈簧伸長到自然長度時，彈性勢能為0，因這時滑塊A的速度為0，故系統(tǒng)的機(jī)械能等于滑塊B的動能。設(shè)這時滑塊B的速度為v，則有。

因系統(tǒng)所受外力為0，由動量守恒定律

    (m1+m2)v0=m2 v

解得

由于只有彈簧的彈力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒

   

  解得

  (2)假設(shè)在以后的運(yùn)動中滑塊B可以出現(xiàn)速度為0的時刻，并設(shè)此時A的速度為v1，彈簧的彈性勢能為Ep’，由機(jī)械能守恒定律得

  

根據(jù)動量守恒得(m1+m2) v0=m1 v1，

求出v1代入上式得:

 

因?yàn)?i>Ep’≥0，故得:

 

即m1≥m2，這與已知條件中m1＜m2不符。可見在以后的運(yùn)動中不可能出現(xiàn)滑塊B的速度為0的情況。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

光電計(jì)時器是一種研究物體運(yùn)動情況的常用計(jì)時儀器，其結(jié)構(gòu)如圖7甲所示，a、b分 別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過時，光電計(jì)時器就可以顯示物 體的擋光時間．現(xiàn)利用圖8乙所示的裝置來測量滑塊與木板間的動摩擦因數(shù)，圖中木板固 定在水平面上，木板的左壁固定有一個處于鎖定狀態(tài)的壓縮輕彈簧，彈簧右端與滑塊接觸，1和2是固定在木板上適當(dāng)位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計(jì)時器沒有畫出，現(xiàn)使彈簧解除鎖定，滑塊獲得一定的初速度后水平向右運(yùn)動，光電門1、2各自連接的計(jì)時器 顯示的擋光時間分別為t1=2.0×10-2s和t2=5.0×10-2s寬度為d=5.50cm，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2．
滑塊通過光電門1的速度V1=
2.75
2.75
m/s，通過光電門2的速度V2=
1.10
1.10
m/s．（精確到0.01m/S）（2分）
（1）若用米尺測量出兩個光電門之間的距離為L=1.20m，則可求滑塊與木板間的動摩擦因數(shù) μ=
0.27
0.27
 （精確到0.01）

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

Ⅰ．氣墊導(dǎo)軌工作時，空氣從導(dǎo)軌表面的小孔噴出，在導(dǎo)軌表面和滑塊內(nèi)表面之間形成一層薄薄的空氣層，使滑塊不與導(dǎo)軌表面直接接觸，故滑塊運(yùn)動時受到的阻力大大減小，可以忽略不計(jì)．為了探究做功與物體動能之間的關(guān)系，在氣墊導(dǎo)軌上放置一帶有遮光片的滑塊，滑塊的一端與輕彈簧相接，彈簧另一端固定在氣墊導(dǎo)軌的一端，將一光電門P固定在氣墊導(dǎo)軌底座上適當(dāng)位置（如圖1），使彈簧處于自然狀態(tài)時，滑塊上的遮光片剛好位于光電門的擋光位置，與光電門相連的光電計(jì)時器可記錄遮光片通過光電門時的擋光時間．實(shí)驗(yàn)步驟如下：精英家教網(wǎng)
①用游標(biāo)卡尺測量遮光片的寬度d；
②在氣墊導(dǎo)軌上適當(dāng)位置標(biāo)記一點(diǎn)A（圖中未標(biāo)出，AP間距離遠(yuǎn)大于d），將滑塊從A點(diǎn)由靜止釋放．由光電計(jì)時器讀出滑塊第一次通過光電門時遮光片的擋光時間t；
③利用所測數(shù)據(jù)求出滑塊第一次通過光電門時的速度V；
④更換勁度系數(shù)不同而自然長度相同的彈簧重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟②③，記錄彈簧勁度系數(shù)及相應(yīng)的速度V，如下表所示：
彈簧勁度系數(shù) k 2k 3k 4k 5k 6k
V （m/s） 0.71 1.00 1.22 1.41 1.58 1.73
V2 （m2/s2） 0.50 1.00 1.49 1.99 2.49 2.99
V3 （m3/s3） 0.36 1.00 1.82 2.80 3.94 5.18
（1）測量遮光片的寬度時游標(biāo)卡尺讀數(shù)如圖2所示，讀得d=
 
m；
（2）用測量的物理量表示遮光片通過光電門時滑塊的速度的表達(dá)式V=
 
；
（3）已知滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動到光電門P處的過程中，彈簧對滑塊做的功與彈簧的勁度系數(shù)成正比，根據(jù)表中記錄的數(shù)據(jù)，可得出合力對滑塊做的功W與滑塊通過光電門時的速度V的關(guān)系是
 
．
Ⅱ．現(xiàn)已離不開電視、手機(jī)等電子產(chǎn)品，但這些產(chǎn)品生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生含多種重金屬離子的廢水，這些廢水是否達(dá)標(biāo)也引起了人們的關(guān)注．某同學(xué)想測出學(xué)校附近一工廠排出廢水的電阻率，以判斷廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（一般工業(yè)廢水電阻率的達(dá)標(biāo)值為ρ≥200Ω?m）．圖甲為該同學(xué)所用盛水容器，其左、右兩側(cè)面為帶有接線柱的金屬薄板（電阻極�。�，其余四面由絕緣材料制成，容器內(nèi)部長a=40cm，寬b=20cm，高c=10cm．他將水樣注滿容器后，進(jìn)行以下操作：精英家教網(wǎng)
（1）他先后用多用電表歐姆檔的“×1k”、“×100”兩個檔位粗測水樣的電阻值時，表盤上指針如圖乙中所示，則所測水樣的電阻約為
 
Ω．
（2）他從實(shí)驗(yàn)室中找到如下實(shí)驗(yàn)器材更精確地測量所取水樣的電阻：
A．電流表（量程5mA，電阻RA=800Ω）
B．電壓表（量程15V，電阻RV約為10.0kΩ）
C．滑動變阻器（0～20Ω，額定電流1A）
D．電源（12V，內(nèi)阻約10Ω）
E．開關(guān)一只、導(dǎo)線若干
請用筆線代替導(dǎo)線幫他在圖丙中完成電路連接．
（3）正確連接電路后，這位同學(xué)閉合開關(guān)，測得一組U、I數(shù)據(jù)；再調(diào)節(jié)滑動變阻器，重復(fù)上述測量得出一系列數(shù)據(jù)如下表所示，請你在圖丁的坐標(biāo)系中作出U-I關(guān)系圖線．
U/V 2.0 3.8 6.8 8.0 10.2 11.6
I/mA 0.73 1.36 2.20 2.89 3.66 4.15
（4）由以上測量數(shù)據(jù)可以求出待測水樣的電阻率為
 
Ω?m．據(jù)此可知，所測水樣在電阻率這一指標(biāo)上
 
（選填“達(dá)標(biāo)”或“不達(dá)標(biāo)”）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

影響加速度的因素是物體的質(zhì)量及其所受合外力，現(xiàn)用氣墊導(dǎo)軌裝置探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系，如圖1所示．滑塊在氣墊導(dǎo)軌上運(yùn)動，導(dǎo)軌上的小孔噴出的氣流使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，使滑塊所受的摩擦力減小到可以忽略不計(jì)的程度．光電門可顯示滑塊上細(xì)窄擋光條經(jīng)過光電門的時間，經(jīng)過光電門1和光電門的時間分別記為t1 和t2，擋光條寬度為d，兩光電門間距為x．精英家教網(wǎng)
（1）保持滑塊質(zhì)量不變，讓滑塊在砝碼拉力作用下做加速運(yùn)動，通過增減砝碼的數(shù)量來改變拉力的大小，重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)，在表1中記錄下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行分析．
表1 滑塊質(zhì)量不變時的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（滑塊質(zhì)量M=0.5kg/g=9.8/s2）
實(shí)驗(yàn)第次 砝碼盤和砝碼質(zhì)量
m/kg		 滑塊所受拉力的近似值
F/N		 滑塊通過光電門1的速度
V1/（m?s-1）		 滑塊通過光電門2的速度
v2/（m?s-1）		 兩光電門間的距離
x/m		 滑塊加速度的計(jì)算值
a/（m?s-2）
1 0.005 0.049 / / / 0.10
2 0.010 0.098 / / / 0.20
3 0.015 0.147 / / / 0.29
4 0.020 0.196 / / / 0.41
5 0.025 0.245 / / / 0.49
①滑塊經(jīng)過光電門1的速度計(jì)算式v1=
 
，滑塊的加速度計(jì)算式為a=
 
；
②在此實(shí)驗(yàn)中，需要保證在增加砝碼時M＞＞m，這樣做的目的是
 
；
③依表1中的數(shù)據(jù)，在圖2中坐標(biāo)系中做出a-F圖象，并寫出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
 
．
（2）保持滑塊的受力不變，通過在滑塊上增加或減少橡皮泥來改變滑塊的質(zhì)量，重復(fù)多次，按表2中各項(xiàng)物理量記下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．
表2 滑塊所受拉力不變時的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（拉力F=0.147N）
實(shí)驗(yàn)第次 滑塊（含橡皮泥）的質(zhì)量
M/kg		 滑塊（含橡皮泥）質(zhì)量的倒數(shù)
1
M
/（kg-1 ）		 滑塊通過光電門1的速度
v1/（m?s-1 ）		 滑塊通過光電門2的速度
v2/（m?s-1 ）		 兩光電門間的距離
x/m		 滑塊加速度的計(jì)算值
a/（m?s-2）
運(yùn)用圖象處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時，建立合適的坐標(biāo)系能直觀的表達(dá)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論來，請你以表2為依據(jù)，縱坐標(biāo)為加速度a，橫坐標(biāo)物理量應(yīng)該為
 
，理由是
 
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖5-9所示，一小物塊從傾角θ=37°的斜面上的A點(diǎn)由靜止開始滑下，最后停在水平面上的C點(diǎn).已知小物塊的質(zhì)量m=0.10 kg，小物塊與斜面和水平面間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.25，A點(diǎn)到斜面底端B點(diǎn)的距離L=0.50 m，斜面與水平面平滑連接，當(dāng)小物塊滑過斜面與水平面連接處時無機(jī)械能損失.求：

圖5-9

（1）小物塊在斜面上運(yùn)動時的加速度；

（2）BC間的距離；

（3）若在C點(diǎn)給小物塊一水平初速度使小物塊恰能回到A點(diǎn)，此初速度為多大？

（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10 m/s2）

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同步練習(xí)冊答案