【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi),光滑的曲面AB與水平面BC平滑連接于B點,BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑r=0.2m的四分之一細圓管CD,管口D端正下方直立一根勁度系數(shù)為k=100N/m的輕彈簧,彈簧一端固定,另一端恰好與管口D端平齊。一個質(zhì)量為1kg的小球從距BC的高度為h=0.6m處由靜止釋放,小球經(jīng)過水平面BC過程中,受到的摩擦阻力恒為重力的0.5倍,小球進入管口C端時,它對上管壁的作用力為FN=2.5mg,通過CD后,在壓縮彈簧過程中,當小球速度最大時彈簧的彈性勢能為Ep=0.5J,取重力加速度g=10m/s2。求:

1)在壓縮彈簧過程中小球的最大動能Ekm;

2)小球最終停止的位置。

【答案】(1) 6J 2 0.2m

【解析】試題分析在壓縮彈簧過程中速度最大時,合力為零,然后結(jié)合機械能守恒即可求出小球的最大動能;由功能關(guān)系和C點的向心力的表達式,即可求出。

(1)經(jīng)過C點時由牛頓第二定律得:

代入數(shù)據(jù)得:

壓縮彈簧過程中速度最大時,合力為零,設(shè)此時小球離D端的距離為x0

則有kx0=mg,解得:

由機械能守恒定律得:

代入數(shù)據(jù)解得:

(2)小球第一次從A點運動到C點過程,由動能定理得:

,解得BC間距離s=0.5m

小球與彈簧作用后返回C處動能不變,小球的機械能最終消耗在與BC水平面相互作用的過程中。設(shè)小球在BC上的運動路程為s',由動能定理有mghnmgs'=0

解得:s'=1.2m

故最終小球距離B為1.2m-2×0.5m=0.2m處停下。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

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【題目】下列說法中正確的是( 。

A. 重力是由于地球?qū)ξ矬w的吸引而產(chǎn)生的

B. 形狀規(guī)則的物體的重心與其幾何中心重合

C. 兩個物體只要接觸就會產(chǎn)生彈力

D. 物體對桌面的壓力是由于桌面發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的

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【題目】在水平路面上用繩子拉一個重力為G=172N的木箱,繩子與水平路面的夾角為37°,木箱與路面間的動摩擦因數(shù)μ=0.10,要使木箱能在水平路面上勻速直線運動,向前運動10米,(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,tan37°=0.75,g取10m/s2.)求:


(1)繩上所加拉力F= ______ N
(2)力F做功 ______ J
(3)摩擦力做功 ______ J
(4)各力做的總功 ______ J.

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【題目】一本書靜置于水平桌面上,下列說法正確的是

A. 桌面對書的支持力是由于書的形變產(chǎn)生的

B. 桌面受到的壓力是由于書的形變產(chǎn)生的

C. 桌面受到的壓力實際就是書的重力

D. 桌面對書的支持力與書對桌面的壓力是一對平衡力

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【題目】下圖為驗證動量守恒定律的實驗裝置,實驗中選取兩個半徑相同、質(zhì)量不等的小球,按下面步驟進行實驗:

用天平測出兩個小球的質(zhì)量分別為m1m2;

安裝實驗裝置,將斜槽AB固定在桌邊,使槽的末端切線水平,再將一斜面BC連接在斜槽末端;

先不放小球m2,讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放,標記小球在斜面上的落點位置P;

將小球m2放在斜槽末端B處,仍讓小球m1從斜槽頂端A處由靜止釋放,兩球發(fā)生碰撞,分別標記小球m1、m2在斜面上的落點位置;

用毫米刻度尺測出各落點位置到斜槽末端B的距離。圖中從M、P、N點是實驗過程中記下的小球在斜面上的三個落點位置,從M、PNB點的距離分別為SM、SPSN.依據(jù)上述實驗步驟,請回答下面問題:

(1)兩小球的質(zhì)量m1、m2應滿足m1_______m2(填寫“>”“=”“<”);

(2)小球m1m2發(fā)生碰撞后,m1的落點是圖中____點,m2的落點是圖中____點;

(3)用實驗中測得的數(shù)據(jù)來表示,只要滿足關(guān)系式________________,就能說明兩球碰撞前后動量是守恒的。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直放置、粗細均勻且足夠長的U形玻璃管與容積為Vo=12cm3的金屬球形容器連通,用U形玻璃管中的水銀柱封閉一定質(zhì)量的理想氣體。開始時,U形玻璃管右側(cè)水銀面比左側(cè)水銀面高出h1=15cm,水銀柱上方空氣柱長ho=6cm,F(xiàn)在左管中加入水銀,保持溫度不變,使兩邊水銀柱在同一高度。已知大氣壓po=75cmHg,U形玻璃管的橫截面積為S=0.5cm2。求

①需要加入的水銀柱長度;

②此過程中被封氣體是吸熱還是放熱?

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【題目】下圖為某同學在《測定勻變速直線運動的加速度》的實驗中,用打點計時器打出的一條紙帶,紙帶上標出的A、B、C、D、E都是選中的計數(shù)點,每兩個計數(shù)點間都有四個點沒有畫出。已知交流電頻率為50赫茲,紙帶E端與小車相連。

(1)根據(jù)圖上數(shù)據(jù),可判斷小車做__________運動;(勻加速直線、勻速直線或勻減速直線)

(2)AB間的長度為____________m;

(3)打D點時紙帶(或小車)的運動速度大小為v=_______m/s;

(4)小車的加速度大小為a= ________m/。(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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【題目】如圖所示,一質(zhì)點在x軸上以O為平衡位置做簡諧運動,其振幅為8 cm,周期為4 s,t=0時物體在x=4 cm處,向x軸負方向運動,則(  )

A. 質(zhì)點在t=1.0 s時所處的位置為x=+4 cm

B. 質(zhì)點在t=1.0 s時所處的位置為x=-4 cm

C. 由起始位置運動到x=-4 cm處所需的最短時間為s

D. 由起始位置運動到x=-4 cm處所需的最短時間為s

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【題目】以下關(guān)于電場和電場線的說法中錯誤的是( 。

A. 電場和電場線都是真實存在的

B. 電場是真實存在的,電場線是不存在的

C. 電場線可以描述電場的強弱和方向

D. 電場線在電場中不能相交

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