17．如圖所示，一輕質(zhì)彈簧豎直固定于地面上，彈簧上端連接一質(zhì)量為m的重物，靜止時(shí)彈簧壓縮量為d，現(xiàn)給重物施加一豎直向下的力，使彈簧的壓縮量為4d，穩(wěn)定后撤去外力．已知重物通過原平衡位置時(shí)的速度為$\sqrt{9dg}$，彈簧恢復(fù)到原長時(shí)重物的速度為$\sqrt{8dg}$，求彈簧被壓縮d時(shí)的彈性勢能．

分析 撤去外力后，物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律分別對(duì)物體從最低點(diǎn)到平衡位置，及到原長位置兩個(gè)過程列式，即可求解．

解答 解：設(shè)彈簧被壓縮d時(shí)的彈性勢能為Ep1，彈簧被壓縮4d時(shí)的彈性勢能為Ep2．
根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得：
  Ep2=Ep1+mg•3d+$\frac{1}{2}m（\sqrt{9dg}）^{2}$
  Ep2=mg•4d+$\frac{1}{2}m（\sqrt{8dg}）^{2}$
聯(lián)立解得 Ep1=$\frac{1}{2}mgd$
答：彈簧被壓縮d時(shí)的彈性勢能為$\frac{1}{2}mgd$．

點(diǎn)評(píng) 解決本題時(shí)要抓住物體通過平衡位置時(shí)的彈性勢能等于重物靜止時(shí)的彈性勢能，運(yùn)用系統(tǒng)的機(jī)械能守恒定律分過程研究．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．如圖所示，甲、乙兩個(gè)小學(xué)生各乘一輛冰車在水平冰面上游戲，甲、乙和各自冰車的總質(zhì)量均為M=30kg，游戲時(shí)甲推著一個(gè)質(zhì)量m=15kg的箱子，和他一起以大小為v1=4m/s的速度滑行，前面乙以v2=2m/s的速度同向滑行，為了避免相撞，甲突然將箱子沿冰面推給乙，箱子滑到乙處時(shí)乙迅速把它抓住，恰好可以避免相撞，不計(jì)冰面的摩擦，則下列說法正確的是（　　）
A．推出箱子后，甲的速度變?yōu)?m/s
B．甲相對(duì)地面將箱子推出的速度大小為5.6m/s
C．三者最后的速度均為3.6m/s
D．乙抓住箱子過程中，三者組成系統(tǒng)損失的機(jī)械能為68J

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

8．某同學(xué)利用下述裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一小球接觸而不固連；彈簧處于原長時(shí)，小球恰好在桌面邊緣，如圖甲所示．向左推小球，使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放；小球離開桌面后落到水平地面．通過測量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能．回答下列問題：
（1）本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時(shí)的動(dòng)能Ek相等．已知重力加速度大小為g．為求得Ek，至少需要測量下列物理量中的ABC（填正確答案標(biāo)號(hào)）．
A．小球的質(zhì)量m
B．小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離s
C．桌面到地面的高度h
D．彈簧的壓縮量△x
E．彈簧原長l0
（2）用所選取的測量量和已知量表示Ek，得Ek=$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$．
（3）圖乙中的直線是實(shí)驗(yàn)測量得到的s-△x圖線．從理論上可推出，如果h不變，m增加，s-△x圖線的斜率會(huì)減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”）；如果m不變，h增加，s-△x圖線的斜率會(huì)增大（填“增大”“減小”或“不變”）．由圖乙中給出的直線關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知，Ep與△x的2次方成正比．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．約在1670年，英國賽斯特城的主教約翰•維爾金斯設(shè)計(jì)了一種磁力“永動(dòng)機(jī)”，如圖所示，在斜坡頂上放一塊強(qiáng)有力的磁鐵，斜坡上端有一個(gè)小孔，斜面下有一個(gè)連接小孔直至底端的彎曲軌道．維爾金斯認(rèn)為：如果在斜坡底放一個(gè)小鐵球，那么由于磁鐵的吸引，小鐵球就會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到小孔P處時(shí)，它就要掉下，再沿著斜面下的彎曲軌道返回斜坡底端Q，由于有速度而可以對(duì)外做功，然后又被磁鐵吸引回到上端，到小孔P處又掉下．
在以后的二百多年里，維爾金斯的永動(dòng)機(jī)居然改頭換面地出現(xiàn)過多次，其中一次是在1878年，即在能量轉(zhuǎn)化和守恒定律確定20年后，而且竟在德國取得了專利權(quán)!
請你分析一下，維爾金斯“永動(dòng)機(jī)”能實(shí)現(xiàn)嗎？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

12．超導(dǎo)磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車車體向上浮起，同時(shí)通過周期性地變換磁極方向而獲得推進(jìn)動(dòng)力的新型交通工具．其推進(jìn)原理可以簡化為如圖所示的模型：在水平面上相距L的兩根平行直導(dǎo)軌間，有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場B1和B2且B1=B2=B；每個(gè)磁場的寬都是l，相間排列，所有這些磁場都以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)．這時(shí)跨在兩導(dǎo)軌間的長為L寬為l的金屬框abcd（懸浮在導(dǎo)軌上方）在磁場力作用下也將會(huì)向右運(yùn)動(dòng)．設(shè)金屬框的總電阻為R，運(yùn)動(dòng)中所受到的阻力恒為f，則金屬框的最大速度可表示為（　�。�
A．vmax=$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v-fR}{{B}^{2}{L}^{2}}$B．vmax=$\frac{2{B}^{2}{L}^{2}v-fR}{2{B}^{2}{L}^{2}}$
C．vmax=$\frac{4{B}^{2}{L}^{2}v-fR}{4{B}^{2}{L}^{2}}$D．vmax=$\frac{2{B}^{2}{L}^{2}+fR}{2{B}^{2}{L}^{2}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

2．如圖1所示，是探究某根彈簧的伸長量x與所受拉力F之間的關(guān)系圖（圖2），下列說法中正確的是（　　）
A．彈簧的勁度系數(shù)是2 N/m
B．從開始到當(dāng)彈簧受F1=200 N的拉力時(shí)，拉力對(duì)彈簧做功20 J
C．當(dāng)彈簧受F2=800 N的拉力作用時(shí)，彈簧伸長量為x2=40 cm
D．從開始到當(dāng)彈簧伸長量為x1=20 cm時(shí)，拉力對(duì)彈力做功80 J

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9．某物體沿一直線運(yùn)動(dòng)，其v-t圖象如圖所示，則下列說法中錯(cuò)誤的是（　�。�
A．第2 s內(nèi)和第3 s內(nèi)的速度方向相反
B．第2 s內(nèi)和第3 s內(nèi)的加速度方向相反
C．第3 s內(nèi)速度方向與加速度方向相反
D．第5 s內(nèi)加速度方向與速度方向相反

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．在“探究力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn)，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩另一端系著繩套B、C（用來連接彈簧測力計(jì)）．其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩．
（1）本實(shí)驗(yàn)用的彈簧測力計(jì)示數(shù)的單位為N，圖中B的示數(shù)為3.6N．（保留一位小數(shù)）
（2）本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是C．
A．理想實(shí)驗(yàn)法    B．控制變量法    C．等效替代法    D．建立物理模型法
（3）完成該實(shí)驗(yàn)的下列措施中，能夠減小實(shí)驗(yàn)誤差的是ABC．
A．拉橡皮筋的繩細(xì)一些且長一些
B．拉橡皮筋時(shí)，彈簧秤、橡皮筋、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板面平行
C．拉橡皮筋的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要遠(yuǎn)些
D．使拉力F1和F2的夾角越小越好．

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7．如圖，光滑的水平軌道與電阻R相連，置于方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，軌道間距離為2L，長為3L的導(dǎo)體棒AC垂直導(dǎo)軌放置．在水平向右的外力作用下，AC棒向右運(yùn)動(dòng)，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為V．若磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，AC棒的電阻為R，其余電阻不計(jì)．求：
（1）D、C兩點(diǎn)的電勢差UAC；
（2）此時(shí)作用在AC棒上的外力多大？

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