【題目】如圖所示,在豎直方向上A、B兩物體通過勁度系數(shù)為k的輕質彈簧相連,A放在水平地面上,BC兩物體通過細繩繞過輕質定滑輪相連,C放在固定的足夠長光滑斜面上。用手按住C,使細線恰好伸直但沒有拉力,并保證ab段的細線豎直、cd段的細線與斜面平行。已知A、B的質量均為mC的質量為M),細線與滑輪之間的摩擦不計,開始時整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。釋放C后它沿斜面下滑,當A恰好要離開地面時,B獲得最大速度(B未觸及滑輪,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),重力加速度大小為g)。求:

(1)釋放物體C之前彈簧的壓縮量;

(2)物體B的最大速度;

(3)C與斜面的動摩擦因數(shù)為μ,從釋放物體C開始到物體A恰好要離開地面時,細線對物體C所做的功。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】試題分析:(1) 釋放物體C之前,細線恰好伸直,繩子拉力為零,彈簧處于壓縮狀態(tài),設彈簧的壓縮量為x,

對物體B受力分析,由平衡條件及胡克定律得:

解得

2)當A恰好要離開地面時,地面對物體A的支持力為零,彈簧處于伸長狀態(tài),設彈簧的伸長量為,對物體A受力分析,由平衡條件及胡克定律得:

因此物體B上升的高度和物體C沿斜面下滑的距離為

設斜面傾角為α,當物體B達最大速度時,以三個物體和彈簧作為研究對象,所受合外力為零,則有

AB、C、彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,因初始狀態(tài)彈簧的壓縮量與物體B達最大速度時彈簧的伸長量相等,所以在整個過程中彈性勢能變化量為零,根據(jù)機械能守恒定律有

聯(lián)立以上各式解得

3)設物體A恰好要離開地面時,物體A和物體C的速度為,以三個物體和彈簧作為研究對象,由(2)的分析知,在整個過程中彈性勢能變化量為零,由功能關系得:

以物體C為研究對象,根據(jù)動能定理有

解得

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一質量M=6kg的木板靜止于光滑水平面上,其上表面粗糙,質量m=3kg的物塊A停在B的左端。質量=0.5kg的小球用長L=0.8m的輕繩懸掛在固定點O上,將輕繩拉直至水平位置后,由靜止釋放小球,小球在最低點與A發(fā)生碰撞后反彈,反彈所能達到的最大高度為h=0.2m,物塊與小球可視為質點, ,不計空氣阻力,求:

(1)小球剛到最低點的速度大;

(2)在最低點碰撞結束時A的速度;

(3)若 木板B足夠長,A最終沒有滑離B,求A在B上滑動的過程中系統(tǒng)損失的機械能。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學將銅片和鋅片插入水果中制成一個水果電池,該同學利用下列所給器材測量該水果電池的電動勢E和內(nèi)阻r

A.電流表A1(量程0.6A,內(nèi)阻約

B.電流表A2(量程20mA,內(nèi)阻約50Ω

C.電壓表V1(量程4V,內(nèi)阻約4kΩ

D.電壓表V2(量程15V,內(nèi)阻15kΩ

E.滑動變阻器R101 000Ω

F.滑動變阻器R209 999.9ΩG.待測水果電池(電動勢E約為4V,內(nèi)阻r約為200Ω

H.開關S,導線若干

1)為盡量減小實驗的誤差,請在圖1中虛線方框中畫出你設計的實驗電路圖;要求在每個電路元件上標明你選用的器材符號,不寫或寫錯得零分_______

2)該同學實驗中記錄的6組對應的數(shù)據(jù)如下表,試根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖2中描點畫出U-I圖線_________;由圖線可得,水果電池的電動勢E= ___ V,內(nèi)電阻r=___Ω

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】空間中P、Q兩點處各固定一個點電荷,其中P點處為正電荷,P、Q兩點附近電場的等勢面分布如圖所示,ab、cd為電場中的4個點。則。 。

A. Q處放置的也為正電荷

B. a點和b點的電場強度相同

C. 同一正電荷在c點的電勢能小于在d點的電勢能

D. 負電荷從ac,電勢能減少

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為簡易交流發(fā)電機的模型,邊長為0.1m的正方形線圈abcd在水平勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸OO′勻速旋轉,匝數(shù)為100(圖中只畫了一匝線圈),線圈的總電阻為,轉速為5r/s,磁感應強度為0.1T,外電路電阻R=9Ω.求:

1)從圖示位置開始計時,寫出感應電動勢瞬時值表達式;

2)外電路電阻R兩端電壓的有效值.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.實驗所用的電源為學生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開始落下,重錘上拖著的紙帶通過打點計時器打出一系列的點,對紙帶上的點的痕跡進行測量,即可驗證機械能守恒定律.

1)下面列舉了該實驗的幾個操作步驟:

A 按照圖示的裝置安裝器件;

B 將打點計時器接到電源的直流輸出端上;

C 用天平測量出重錘的質量;

D 釋放懸掛紙帶的夾子,同時接通電源開關打出一條紙帶;

E 測量打出的紙帶上某些點之間的距離;

F 根據(jù)測量的結果計算重錘下落過程中減少的重力勢能在誤差范圍內(nèi)是否等于增加的動能.

指出其中沒有必要進行的或者操作不恰當?shù)牟襟E,將其選項對應的字母填在右邊的橫線上___________

實驗中得到一條紙帶,如圖所示.根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上打出的連續(xù)五個點A、B、CD、E,測出A點距起始點O的距離為s0,點A、C間的距離為s1,點C、E間的距離為s2,使用交流電的周期為T,設重錘質量為m,則________

A 打點計時器打C點時重錘的動能為

B 打點計時器在打O點和C點的這段時間內(nèi)重錘的重力勢能的減少量為

C 重錘下落的加速度a的表達式為

D 重錘下落的加速度a的表達式為

3)在本實驗中發(fā)現(xiàn),重錘減少的重力勢能總是______(填大于小于)重錘增加的動能,其原因主要是因為在重錘下落過程中存在著阻力的作用,可以通過該實驗裝置測定該阻力的大小,試用(2)中已知物理量和紙帶上的測量數(shù)據(jù)表示出重錘在下落的過程中受到的平均阻力大小為________________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在平面直角坐標系xOy中只有第四象限存在垂直紙面向里的勻強磁場,磁感應強度大小為B,點M的坐標為(0,-d).一電荷量為q,質量為m的帶電粒子以某一速度從點M與y軸負方向成θ=37°角垂直磁場射入第四象限,粒子恰好垂直穿過x軸,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。若不考慮粒子重力,下列說法正確的是(  )

A. 粒子可能帶負電

B. 粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑為d

C. 粒子的速度大小為

D. 若僅減小磁感應強度大小,粒子必穿過x軸

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,為一皮帶傳動裝置,右輪半徑為 為它邊緣上一點;左側是一輪軸,大輪半徑為,小輪半徑為, 點在小輪上,到小輪中心的距離為 點和點分別位于小輪和大輪的邊緣上.若傳動過程中皮帶不打滑,則(

A. 點和點的角速度大小相等

B. 點和點的線速度大小相等

C. 點和點的線速度大小相等

D. 點和點的向心加速度大小相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩同學做研究勾變速直線運動實驗時,都用實驗得到的紙帶研究小車的運動情況。

(1)甲同學取一條紙帶,將O點設為計數(shù)的起始點,每五個計時點取一個計數(shù)點,相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.1s。A、C計數(shù)點到0點的距離值如圖甲所示,如果物體做的是勻加速直線運動,則計數(shù)點“B”與起始點0之間的距離______cm.打計數(shù)點A時小車的速度為_______m/s, 物體的加速度為_______m/s(結果均保留了位有效數(shù)字)。

(2)乙同學將實驗得到的紙帶標上計數(shù)點,打的第一個點記為O,測出其它計數(shù)點到0點的距離s。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出的 圖線(如圖乙所示),斜率表示________,加速度大小為________m/s(保留3位有效數(shù)字)。

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