光滑水平桌面上有一輕彈簧，用質(zhì)量m=0.4kg的小球?qū)椈删徛龎嚎s，釋放后物塊從A點(diǎn)水平拋出，恰好由P點(diǎn)沿切線進(jìn)入光滑圓管軌道MNP（圓管略大于小球），已知圓管軌道為半徑R=0.8m，且圓管剪去了左上角135°的圓弧，P點(diǎn)到桌面的水平距離是R，豎直距離也是R，MN為豎直直徑，g=10m/s2，不計空氣阻力．求：

（1）釋放時彈簧的彈性勢能；

（2）小球能否通過M點(diǎn)？如能通過，求出在該點(diǎn)對管的壓力．


考點(diǎn)：  動能定理的應(yīng)用；向心力．

分析：  （1）物體恰好無碰撞落到P點(diǎn)，其豎直分速度可以根據(jù)落體規(guī)律求解，然后根據(jù)速度偏轉(zhuǎn)角求解水平分速度并得到P點(diǎn)速度，然后根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解A點(diǎn)速度；對釋放小球的過程運(yùn)用動能定理列式，聯(lián)立方程組求解；

（2）先根據(jù)A到M過程機(jī)械能守恒列式，若能過最高點(diǎn)列式，最后聯(lián)立方程組求解即可．

解答：  解：（1）設(shè)物塊由A點(diǎn)以初速vA做平拋，落到P點(diǎn)時其豎直速度為：m/s

由于，解得vA=4m/s

設(shè)彈簧長為AC時的彈性勢能為EP，則彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為物塊的動能，則：

EP==J

（2）由題意可知，A到M的過程中只有重力做功，滿足機(jī)械能守恒，若能到達(dá)M點(diǎn)，則：

代入數(shù)據(jù)得：vM=2.165m/s

物塊能通過M點(diǎn)，設(shè)軌道對物塊的支持力的方向向上，重力與支持力的合力提供向心力，則：

代入數(shù)據(jù)得：FN=1.656N

根據(jù)牛頓第三定律，物塊對軌道的壓力方向向下，大小為1.656N．

答：（1）釋放時彈簧的彈性勢能是3.2J；（2）小球能通過M點(diǎn)，物塊在該點(diǎn)對管的壓力是1.656N．

點(diǎn)評：  該題中，物塊的運(yùn)動包含水平面上的運(yùn)動、平拋運(yùn)動以及在圓軌道內(nèi)的運(yùn)動，解答本題關(guān)鍵要分析清楚物體的運(yùn)動規(guī)律，然后多次運(yùn)用機(jī)械能守恒定律列式，最后聯(lián)立方程組求解即可．


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一個“Y”字形彈弓頂部跨度為L，兩根相同的橡皮條均勻且彈性良好，其自由長度均為L，在兩橡皮條的末端用一塊軟牛皮(長度不計)做成裹片可將彈丸發(fā)射出去。若橡皮條勁度系數(shù)為k，發(fā)射彈丸時，每根橡皮條的最大長度為2L(彈性限度內(nèi))，則彈丸被發(fā)射瞬間所受的最大彈力為(設(shè)橡皮條的彈力滿足胡克定律)

A．     B．    C．    D．

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科目：高中物理 來源： 題型：


某同學(xué)做了如圖所示的實驗．他讓鉛筆保持水平，鉛筆尖B頂在手心，細(xì)線OA的A端系在手指頭上，另一端與鉛筆頭O點(diǎn)相連，在鉛筆的O點(diǎn)再懸掛一質(zhì)量m = 90 g的重物．A、B在同一豎直線上，整個裝置都處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知AO = 20 cm，BO = 16 cm，忽略細(xì)線和鉛筆的質(zhì)量，g = 10 m/s2．則鉛筆尖對手心的壓力大小是

A．0.9 N                  B．1.2 N                  C．1.6 N              D．2.0 N

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科目：高中物理 來源： 題型：


 某同學(xué)設(shè)計了一個測量風(fēng)速大小的裝置，用一根細(xì)線拴著一個小球，細(xì)線上端固定．如圖所示，當(dāng)風(fēng)速水平向右時，小球靜止，該同學(xué)測得此時細(xì)線與豎直方向的夾角為θ=30º，小球質(zhì)量m=3kg，已知風(fēng)對小球的作用力水平向右，其大小F=kv，其中k為比例系數(shù)，k=kg/s，v為風(fēng)速大�。亓铀俣�g=10m/s2．忽略細(xì)線質(zhì)量、空氣浮力和風(fēng)對細(xì)線的作用力．求：

(9)    小球?qū)?xì)線的拉力的大�。�

(10)風(fēng)速v的大��？

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木板m2的左端，右端與小木塊m1連接，且m1與m2、m2與地面之間接觸面光滑，開始時m1和m2均靜止，現(xiàn)同時對m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2，從兩物體開始運(yùn)動以后的整個過程中，對m1、m2和彈簧組成的系統(tǒng)（整個過程中彈簧形變不超過其彈性限度），正確的說法是（）

    A． 由于F1、F2等大反向，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒

    B． 由于F1、F2分別對m1、m2做正功，故系統(tǒng)動能不斷增加

    C． 由于F1、F2分別對m1、m2做正功，故系統(tǒng)機(jī)械能不斷增加

    D． 當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時，m1、m2的動能最大

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科目：高中物理 來源： 題型：


一個質(zhì)量為 m 的質(zhì)點(diǎn)，在外力F 和重力的作用下，由靜止開始斜向下作勻加速直線運(yùn)動，加速度方向與豎直方向成θ角．為使質(zhì)點(diǎn)機(jī)械能保持不變，F(xiàn)的大小必須等于（）

    A．             mg B．             mgsinθ             C． mgtanθ  D． mgcosθ

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科目：高中物理 來源： 題型：


一輕彈簧的左端固定在墻壁上，右端自由，一質(zhì)量為m=1kg的滑塊從距彈簧右端L0=1.2m的P點(diǎn)以初速度v0=4m/s正對彈簧運(yùn)動，如圖所示，滑塊與水平面的動摩擦因數(shù)為µ=0.2，在與彈簧碰后反彈回來，歸終停止在距P點(diǎn)為L1=0.8m的Q點(diǎn)，求：

（1）在滑塊與彈簧碰撞過程中彈簧最大壓縮量為多少？

（2）彈簧的最大彈性勢能為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：


 “驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗采用如圖甲重物自由下落的方法：

（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材；

B．將電火花計時器接到電源的”直流輸出”上；

C．先釋放懸掛重物的紙帶．然后接通電源開關(guān)打出一條紙帶；

D．測量紙帶上某些點(diǎn)間的距離；

E．根據(jù)測量的結(jié)果計算重物下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．

其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是BC．（將其選項對應(yīng)的字母填在橫線處）

（2）實驗中，發(fā)現(xiàn)重物減少的勢能總是大于重物增加的動能，造成這種現(xiàn)象的主要原因是      ．

A．選用的重物質(zhì)量過大

B．?dāng)?shù)裾處理時出現(xiàn)計算錯誤

C．空氣對重物的阻力和打點(diǎn)計時器對紙帶的阻力影響

D．實驗時操作不夠細(xì)，實驗數(shù)據(jù)測量不準(zhǔn)確

（3）（本小題結(jié)果保留三位有效數(shù)字）若實驗中所用重物的質(zhì)量m=1 kg，打點(diǎn)紙帶如圖乙所示，O點(diǎn)為打下的笫一個點(diǎn)，打點(diǎn)時間間隔為0.02 s，則記錄B點(diǎn)時，重物的動能EK=    ，重力加速度為9.8 m/s2，從開始下落起至B點(diǎn)重物的重力勢能減少量是    ，由此可得出的結(jié)論是           ．

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科目：高中物理 來源： 題型：


在升降機(jī)內(nèi)，一人站在磅秤上，發(fā)現(xiàn)自己的體重減輕了20%，則下列判斷可能正確的是（g取10m/s2）（）

    A． 升降機(jī)以8m/s2的加速度加速上升

    B． 升降機(jī)以2m/s2的加速度加速下降

    C． 升降機(jī)以2m/s2的加速度減速上升

    D． 升降機(jī)以8m/s2的加速度減速下降

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同步練習(xí)冊答案