【題目】如圖所示，半徑為R的1/4固定圓弧軌道豎直放置，下端與水平地面在P點相切，水平地面上靜止一質(zhì)量為m2＝2m的物體，其左端固定有勁度系數(shù)為k的輕彈簧，Q點為彈簧處于原長時的左端點，已知PQ＝R，物塊與水平地面PQ間的動摩擦因數(shù)為＝0.4，Q點右側(cè)光滑�，F(xiàn)有一質(zhì)量為m1＝m的物塊（可視為質(zhì)點）從圓弧軌道的最高點由靜止開始下滑，當m2固定時，m1向右運動壓縮彈簧后被彈簧彈回．向左運動停止在PQ的中點，已知重力加速度為g。

（1）求m1從圓弧軌道上下滑過程中克服摩擦力所做的功；

（2）m2不固定時．求彈簧的最大彈性勢能；

（3）求m2不固定時，m1最終停止的位置。

【答案】（1）（2）（3）Q點左側(cè)處

【解析】本題考查物體沿在粗糙曲面和粗糙水平面的運動及物體間的彈性碰撞。需應用動能定理，彈性碰撞中的動量守恒和動能守恒等知識綜合求解。

（1）設m1從圓弧軌道上下滑過程中克服摩擦力所做的功，對m1從開始下滑到停止的過程應用動能定理得

解得m1從圓弧軌道上下滑過程中克服摩擦力所做的功

（2）設m1從圓弧軌道由靜止下滑至Q點時速度為v0, 由動能定理得

，解得：

當彈簧有最大彈性勢能時，m1和m2具有相同速度，設為v，則有

解得彈簧的最大彈性勢能

（3）設m1與彈簧分離時，m1和m2的速度分別為v1和v2, 則有

解得： 負號表示方向向左

設m1最終停在Q點左側(cè)x處，由動能定理得

解得 ，即m1最終停在Q點左側(cè)處

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，傾角為的光滑斜面下端固定一絕緣輕彈簧，M點固定一個質(zhì)量為m、帶電量為-q的小球Q，整個裝置處于在場強大小為E、方向沿斜面向下的勻強電場中。現(xiàn)把一個帶電量為+q的小球P從N點由靜止釋放，釋放后P沿著斜面向下運動。N點與彈簧的上端和M的距離均為。P、Q以及彈簧的軸線ab與斜面平行。兩小球均可視為質(zhì)點和點電荷，彈簧的勁度系數(shù)為，靜電力常量為k，則

A. 小球P返回時，不可能撞到小球Q

B. 小球P在N點的加速度大小為

C. 小球P沿著斜面向下運動過程中，其電勢能一定減少

D. 當彈簧的壓縮量為時，小球P的速度最大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，半徑為R=2m的四分之一圓軌道和直徑為2m的半圓軌道水平相切于d點，兩圓軌道均光滑且在豎直平而內(nèi)，可視為質(zhì)點的小球從d點以某一初速度向左進入半圓軌道，剛好能通過半圓軌道的最高點a,從a點飛出后落在四分之一圓軌道上的b點，不計空氣阻力，g取10m/s2。則b點與d點的豎直高度差為( )

A. 3m B.

C. 5m D.

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在電場強度大小為、方向豎直向上的勻強電場中，長為L的絕緣輕繩一端固定在O點，另一端固定一質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的直放置且尺寸較�。F(xiàn)將小球拉到與O點同一高度且距O點右側(cè)L處的C點，給它一個豎直向上的初速度v0，此后小球在A、B右側(cè)區(qū)域豎直平面內(nèi)做圓周運動，并不時與擋板A、B碰撞，小球每次與擋板碰撞時均不損失機械能，碰后瞬間電場均立即反向，但大小不變．重力加速度大小為g．

(1)若小球與擋板A碰后，能做圓周運動到擋板B，求初速度v0的最小值；

(2)若小球的初速度為(1)中的最小值，求小球與B第1次碰撞前瞬間，輕繩拉力的大小；

(3)若小球的初速度為(1)中的最小值，且輕繩承受的最大拉力為50mg，在輕繩斷前，小球與擋板總共碰撞的次數(shù)為多少？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶。假設該帶中的小行星只受到太陽的引力，并繞太陽做勻速圓周運動，則下列說法正確的是

A. 太陽對各小行星的引力可能不相同

B. 各小行星繞太陽運動的周期均大于一年

C. 小行星帶內(nèi)各小行星的向心加速度值小于外側(cè)小行星的向心加速度值

D. 小行星帶內(nèi)各小行星圓周運動的線速度值大于地球公轉(zhuǎn)的線速度值

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】t=0時，將小球a從地面以一定的初速度豎直上拋，t=0.3s時，將小球b從地面上方某處靜止釋放，最終兩球同時落地。a、b在0~0. 6s內(nèi)的v-t圖像如圖所示。不計空氣阻力，重力加速度g= l0m/s2，下列說法正確的是

A. 小球a拋出時的速率為12m/s

B. 小球b釋放的高度為0. 45m

C. t=0. 6s時，a、b之間的距離為2.25m

D. 從t=0. 3s時刻開始到落地，a相對b勻速直線運動

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一列簡諧橫波某時刻的波形圖如圖(a)所示，從該時刻開始計時，質(zhì)點A的 振動圖像如圖(b)所示。下列說法正確的是____（選對1個得2分，選對2個 得4分，選對3個得5分，每選錯1個扣3分，最低得分為0分）。

A．t=0. 6s時，質(zhì)點P的位移為2m

B．0~0. 6s內(nèi)，質(zhì)點P運動的路程為6m

C．t=0. 6s時，波傳播的距離為6m

D．若t=0時，振動剛剛傳到A點，則t=1.6s時，x=50m的質(zhì)點第二次位于波峰

E．若t=0時，振動剛剛傳到A點，則t=2.4s時，x=50m的質(zhì)點第二次位于波峰

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時，引力勢能可表示為，其中G為引力常量，M為地球質(zhì)量。該衛(wèi)星原來在半徑為R1的軌道I上繞地球做勻速圓周運動，經(jīng)過橢圓軌道II的變軌過程進入半徑為R3圓形軌道III繼續(xù)繞地球運動，其中P為I軌道與II軌道的切點，Q點為II軌道與III軌道的切點。下列判斷正確的是

A. 衛(wèi)星在軌道I上的動能為

B. 衛(wèi)星在軌道III上的機械能等于

C. 衛(wèi)星在II軌道經(jīng)過Q點時的加速度小于在III軌道上經(jīng)過Q點時的加速度

D. 衛(wèi)星在I軌道上經(jīng)過P點時的速率大于在II軌道上經(jīng)過P點時的速率

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，高為h、上端開口的氣缸內(nèi)壁光滑，除底部導熱外，其余部分均絕熱。在氣缸頂部有一個厚度不計的絕熱卡環(huán)，在氣缸內(nèi)有兩個厚度不計的絕熱輕質(zhì)活塞A、B，它們距氣缸底部的距離分別為h和h。活塞A、B之間封閉了一定質(zhì)量的理想氣體I，活塞B的下方封閉了一定質(zhì)量的理想氣體Ⅱ，氣體I、Ⅱ的溫度均為27°C�，F(xiàn)利用電熱絲對氣體I緩慢加熱，求：

(i)活塞A剛好上升到卡環(huán)處時氣體I的溫度；

(ii)氣體I的溫度為800K時，活塞A、B間的距離。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案