【題目】如圖所示，在某豎直平面內(nèi)，光滑曲面AB與水平面BC平滑連接于B點(diǎn)，BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑r=0.2m的四分之一細(xì)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(gè)質(zhì)量為1kg的小球放在曲面AB上，現(xiàn)從距BC的高度為h=0.6m處靜止釋放小球，它與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，BC長(zhǎng)為0.5m，小球進(jìn)入管口C端后，通過CD在壓縮彈簧過程中滑塊速度最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為EP=0.5J。取重力加速度g=10m/s2.

求： (1)C處管壁受到的作用力；

(2)在壓縮彈簧過程中小球的最大動(dòng)能Ekm；

(3)小球最終停止的位置。

【答案】(1) 25N；(2)6J；(3) 0.2m。

【解析】

(1) 滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)過程，由動(dòng)能定理得

在C點(diǎn)

帶入數(shù)據(jù)解得

N=25N

即在C點(diǎn)上管壁受到向上的大小為25N的作用力；

(2)在壓縮彈簧過程中速度最大時(shí)，合力為零。

設(shè)此時(shí)滑塊離D端的距離為x0，則有

kx0=mg

計(jì)算得出

x0=0.1m

由機(jī)械能守恒定律有

得

(3)小球與彈簧作用后返回C處動(dòng)能不變，小滑塊的動(dòng)能最終消耗在與BC水平面相互作用的過程中。

設(shè)物塊在BC上的運(yùn)動(dòng)路程為s′，由動(dòng)能定理有

計(jì)算得出

s′=0.7m

故最終小滑塊距離B為0.7m-0.5m=0.2m處停下.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，a、b為某種物質(zhì)的兩個(gè)分子，以a為原點(diǎn)，沿兩分子連線建立r軸。如果選取兩個(gè)分子相距無窮遠(yuǎn)時(shí)的勢(shì)能為零，則作出的兩個(gè)分子之間的勢(shì)能與它們之間距離r的關(guān)系圖線如圖2所示。假設(shè)分子a固定不動(dòng)，分子b只在ab間分子力的作用下運(yùn)動(dòng)（在x軸上）。當(dāng)兩分子間距離為時(shí)，b分子的動(dòng)能為（）。

(1)求a、b分子間的最大勢(shì)能；

(2)并利用圖2，結(jié)合畫圖說明分子b在x軸上的運(yùn)動(dòng)范圍；

(3)若某固體由大量這種分子組成，當(dāng)溫度升高時(shí)，物體體積膨脹。試結(jié)合圖2所示的關(guān)系圖線，分析說明這種物體受熱后體積膨脹的原因。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】從發(fā)現(xiàn)緊急情況到采取剎車動(dòng)作所用的時(shí)間為反應(yīng)時(shí)間。一般人的剎車反應(yīng)時(shí)間為t0=0.5s，但飲酒會(huì)引起反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。在某次試驗(yàn)中，一名志愿者少量飲酒后駕車以v0=72km/h的速度在試驗(yàn)場(chǎng)的水平路面上勻速行駛。從發(fā)現(xiàn)緊急情況到汽車停下，行駛距離為L=39m。已知汽車在剎車過程中的加速度大小為a=8m/s2，此過程可視為勻變速直線運(yùn)動(dòng)。求：

(1)汽車在減速過程中所用時(shí)間t1；

(2)汽車在減速過程中的位移大小x；

(3)飲酒使該志愿者的反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)了多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是(　 　)

A. (甲)圖中,物體A將彈簧壓縮的過程中，A機(jī)械能守恒

B. (乙)圖中,A置于光滑水平面，物體B沿光滑斜面下滑,物體B在下滑過程中機(jī)械能守恒

C. (丙)圖中，不計(jì)任何阻力和定滑輪質(zhì)量時(shí)A加速下落，B加速上升過程中，A、B系統(tǒng)機(jī)械能守恒

D. (丁)圖中，小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球的機(jī)械能守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某研究小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律：

兩條相同的細(xì)線分別掛著兩個(gè)等體積小球，質(zhì)量分別是m1和m2，中間夾有一輕彈簧，再用一細(xì)線穿過彈簧連接兩球，彈簧處于壓縮狀態(tài)但不與小球連接。用火燒斷細(xì)線，兩球向左右運(yùn)動(dòng)，測(cè)出它們最大的擺角分別為，，如圖所示。

(1)實(shí)驗(yàn)過程中，______（選填“有”或“沒有”）必要測(cè)出豎直細(xì)線的長(zhǎng)度.

(2)理論上，質(zhì)量大的小球擺角______（選填“大”或“小”）

(3)試寫出驗(yàn)證動(dòng)量守恒的表達(dá)式：______。（用題中所給物理量表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，合上開關(guān)S后各電燈恰能正常發(fā)光．如果某一時(shí)刻電燈L1的燈絲燒斷，則( )

A.L2、L3變亮，L4變暗

B.L3變亮，L2、L4變暗

C.L4變亮，L2、L3變暗

D.L3、L4變亮，L2變暗

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過程中，v-t圖象如圖所示。以下判斷正確的是

A. 前3s內(nèi)貨物處于失重狀態(tài)

B. 前3s內(nèi)與最后2s內(nèi)貨物的平均速度相同

C. 最后2s內(nèi)貨物只受重力作用

D. 第3s末至第5s末的過程中，貨物的機(jī)械能守恒

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B兩衛(wèi)星繞地球運(yùn)行，運(yùn)動(dòng)方向相同，此時(shí)兩衛(wèi)星距離最近，其中A是地球同步衛(wèi)星，軌道半徑為r。地球可看成質(zhì)量均勻分布的球體，其半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T.若經(jīng)過時(shí)間t后，A、B第一次相距最遠(yuǎn)，下列說法正確的有

A. 在地球兩極，地表重力加速度是

B. 衛(wèi)星B的運(yùn)行周期是

C. 衛(wèi)星B的軌道半徑為是

D. 若衛(wèi)星B通過變軌與A對(duì)接之后，B的機(jī)械能可能不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，則 (　　)

A. 電源的功率變小

B. 電容器儲(chǔ)存的電荷量變小

C. 電源內(nèi)部消耗的功率變大

D. 電阻R消耗的電功率變小

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