【題目】如圖所示，半徑為R=0.25m的豎直圓弧軌道與平板組合成一體，其質量為M=4 kg，一輕質彈簧右端固定在平板上，彈簧的原長正好等于平板的長度。組合體放在水平地面上，并與左側豎直墻壁緊挨在一起。將質量為m=1 kg的物塊（可視為質點）從圓弧軌道上端以初速度v0=2 m/s滑入軌道，物塊到達圓軌道最低點時將與彈簧接觸并壓縮彈簧。設小物塊與平板間的摩擦因數(shù)為=0.2，彈簧的最大壓縮量為x=0.2 m，其他接觸面間的摩擦均不計，重力加速度g取10 m/s2。求：

（1）小物塊到達圓軌道最低點時所受的支持力；

（2）彈簧的最大彈性勢能。

【答案】（1）46N（2）3.2J

【解析】

（1）設物塊到達圓軌道最低點時的速度為v

mv02+mgR=mv2

解得：v=3m/s

FN-mg=m

解得：FN=46N

（2）設物塊壓縮彈簧到最大位移時共同速度為v′

mv=(m+M)v′

v′=0.6m/s

設彈簧的最大彈性勢能為EP

mv2=(m+M)v′2+EP+μmgx

解得：EP=3.2J

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖是所示，在水平直導線正下方，放一個可以自由轉動的小磁針，現(xiàn)給直導線通以向右的恒定電流，不計其他磁場的影響，則下列說法正確的是（ ）

A. 小磁針保持不動

B. 小磁針的N極將向下轉動

C. 小磁針的N極將垂直于紙面向里轉動

D. 小磁針的N極將垂直于紙面向外轉動

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，小車及車中砝碼的質量用M表示，盤及盤中砝碼的質量用m表示，小車的加速度可由小車后面拉動的紙帶經(jīng)打點計時器打出的點計算得到．

①當M與m的大小關系滿足 時，才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤及盤中砝碼的總重力．

②甲同學在探究加速度與力的關系時，根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的圖線，如圖a所示．則實驗存在的問題是 ．

③乙、丙兩同學用同一裝置探究加速度與力的關系時，畫出了各自得到的圖線，如圖b所示．則兩同學做實驗時的哪一個物理量取值不同? 答： ．

④下圖是實驗中得到的紙帶．已知打點計時器使用的交流電頻率為50Hz，每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點未畫出，利用下圖給出的數(shù)據(jù)可求出小車下滑的加速度為 m/s2．(結果保留三位有效數(shù)字)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一物體從某一高度自由落下，落在直立于地面的輕彈簧上，如圖所示，在A點，物體開始與彈簧接觸，當物體下降到最低點B后又被彈簧彈回。設物體在整個運動過程中，彈簧受力一直處于彈性限度內(nèi)，則（ ）

A. 物體從A下降到B的過程中，速度不斷變小

B. 物體從A下降到B的過程中，速度不斷變大

C. 物體從A下降到B的過程中，加速度是先減小后增大

D. 物體從A下降到B，以及B上升到A的過程中，速度都是先增大后減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質量為m=2.0 kg的物體靜止在水平面上，現(xiàn)用F=5.0 N的水平拉力作用在物體上，在t=4.0 s內(nèi)可使物體產(chǎn)生x=4.0 m的位移.

（1）求物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ為多少？

（2）這個水平力作用在物體上一段時間后撤去該力，物體又運動一段時間后停下來，已知物體從開始運動到停下來共發(fā)生位移x總=20.0 m，求：該力在物體上的作用時間？（g=10 m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖a所示，燈絲K可以連續(xù)逸出不計初速度的電子，在KA間經(jīng)大小為U的加速電壓加速后，從A板中心小孔射出，再從M、N兩極板的正中間以平行極板的方向進入偏轉電場。M、N兩極板長為L，間距為。如果在兩板間加上如圖b所示的電壓UMN，電子恰能全部射入如圖所示的勻強磁場中。不考慮極板邊緣的影響，電子穿過平行板的時間極短，穿越過程可認為板間電壓不變，磁場垂直紙面向里且范圍足夠大，不考慮電場變化對磁場的影響。已知電子的質量為m，電荷量為e，不計電子的重力及它們之間的相互作用力。求:

（1）偏轉電場電壓UMN的峰值；

（2）已知在時刻射入偏轉電場的電子恰好能返回板間，求勻強磁場的磁感應強度B的大小；

（3）從電子進入偏轉電場開始到離開磁場的最短時間是多少。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2018年3月14日，英國劍橋大學著名物理學家斯蒂芬·威廉·霍金逝世，享年76歲，引發(fā)全球各界悼念。在物理學發(fā)展的歷程中，許多物理學家的科學研究推動了人類文明的進程，為物理學的建立，作出了巨大的貢獻。在對以下幾位物理學家所做的科學貢獻的敘述中，不正確的是

A. 卡文迪許將行星與太陽、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體，得出萬有引力定律，并測出了引力常量G的數(shù)值

B. 根據(jù)玻爾理論，原子從激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時將釋放出核能

C. 布拉凱特利用云室照片發(fā)現(xiàn)，粒子擊中氮原子形成復核，復核不穩(wěn)定，會放出一個質子

D. 愛因斯坦的光子說認為，只要增加光照時間，使電子多吸收幾個光子，所有電子最終都能躍出金屬表面成為光電子

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理研究小組嘗試利用一個電流計準確地測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻。已知干電池的電動勢約為1.5V，內(nèi)阻幾歐姆，可利用的儀器有：

A．電流計G（量程Ig＝30mA，內(nèi)阻Rg未知）

B．電阻箱R（0 ～99.99Ω）

C．定值電阻箱R0（R0＝30Ω）

D．開關

E．導線若干

回答下列問題：

（1）該小組首先設計如圖甲所示的電路圖。閉合開關S，將電阻的阻值調到17.00Ω時，電流計恰好滿偏；將電阻的阻值調到42.00Ω時，電流計指針指在如圖乙所示位置，則電流計的讀數(shù)為 ______mA 。由以上數(shù)據(jù)可得到干電池電動勢E＝ _______ V。

（2）該小組發(fā)現(xiàn)圖甲所示電路無法測量電源的內(nèi)阻，原因是__________________________。于是他們又設計了一個電路測量干電池的內(nèi)阻，如圖丙所示。

（3）閉合開關S，改變電阻箱的阻值R，讀出對應的電流計的讀數(shù)I，然后在圖丁的- 坐標系中描出相應的點，并根據(jù)所描點的規(guī)律作出的圖線。

（4）結合兩個實驗電路圖的數(shù)據(jù)，可求出電流計電阻Rg＝_____Ω，干電池內(nèi)阻r ＝____Ω。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩個橫截面分別為圓和正方形，但磁感應強度均相同的勻強磁場，圓的直徑D等于正方形的邊長，兩個電子以相同的速度分別飛入兩個磁場區(qū)域，速度方向均與磁場方向垂直，進入圓形區(qū)域的電子速度方向對準了圓心，進入正方形區(qū)域的電子是沿一邊的中心且垂直于邊界線進入的，則(　　)

A. 兩個電子在磁場中運動的半徑一定相同

B. 兩電子在磁場中運動的時間有可能相同

C. 進入圓形區(qū)域的電子一定先飛離磁場

D. 進入圓形區(qū)域的電子一定不會后飛離磁場

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