分析 (1)由圖乙讀出小物塊在桌面上運動時受到的摩擦力大小,由克服摩擦力做功為0.4J,求出BC間的距離,由圖乙的“面積”求出外力所做的功,由功能關(guān)系求出最大彈性勢能.
(2)小物塊離開桌面后做平拋運動,由高度求出物塊到達(dá)P點時的豎直分速度,由速度的分解求出平拋運動的初速度,即為物塊離開桌面的速度.再研究物塊從C運動到D的過程,由功能關(guān)系求克服摩擦力做的功.
(3)小物塊恰好能運動到軌道最高點M時,由重力提供向心力,由牛頓第二定律求出最高點的臨界速度,再由P到B的過程,運用機械能守恒定律求軌道半徑的最大值.
解答 解:(1)由圖乙知:x=0時,F(xiàn)0=1N,所以小物塊在桌面上運動時受到的摩擦力大小 f=F0=1N
設(shè)CB間的距離為x.由題有:Wf=fx
得 x=$\frac{{W}_{f}}{f}$=$\frac{0.4}{1}$=0.4m
由圖乙知,當(dāng)x=0.4m,F(xiàn)=93N
根據(jù)F-x圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示F做功,可得,外力F做的功為 W=$\frac{1+93}{2}×0.4$J=18.8J
根據(jù)功能關(guān)系可得,彈簧存貯的最大彈性勢能 Ep=W-Wf=18.8-0.4=18.4J
(2)小物塊離開桌面后做平拋運動,到達(dá)P點時豎直分速度 vy=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×2.4}$=6$\sqrt{3}$m/s
由速度的分解可得,物塊離開桌面的速度 vD=vycot60°=6m/s
物塊從C運動到D的過程,由功能關(guān)系得:Ep=Wf′+$\frac{1}{2}m{v}_{D}^{2}$
解得克服摩擦力做的功 Wf′=7.2J
(3)物塊經(jīng)過P點的速度 vP=$\frac{{v}_{y}}{sin60°}$=12m/s
小物塊恰好能運動到軌道最高點M時,由重力提供向心力,由牛頓第二定律得
mg=m$\frac{{v}_{M}^{2}}{R}$
從P到M的過程,由機械能守恒定律得
mgR(1+cos60°)=$\frac{1}{2}m{v}_{P}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{M}^{2}$
聯(lián)立解得 R=$\frac{{v}_{P}^{2}}{3g}$=$\frac{1{2}^{2}}{30}$m=4.8m
所以軌道半徑的最大值R是4.8m.
答:(1)在壓縮彈簧過程中,彈簧存貯的最大彈性勢能是18.4J;
(2)小物塊由C經(jīng)過D過程中,克服摩擦力做的功是7.2J;
(3)為使小物塊能運動到軌道最高點M,軌道半徑的最大值R是4.8m.
點評 此題的關(guān)鍵要研究圖象的物理意義,知道x=0時f=F,得到摩擦力的大小.知道圖象與坐標(biāo)軸圍成的面積表示外力做的功,要注意分析運動過程,找清各物理量之間的關(guān)系,然后根據(jù)各運動過程運用所學(xué)知識解答即可.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 1和1 | B. | 0和0 | C. | 1和0 | D. | 0和1 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | $\frac{m{v}_{0}}{M-m}$ | B. | -$\frac{{mv}_{0}}{M}$ | C. | -$\frac{m{v}_{0}}{M-m}$ | D. | -$\frac{m{v}_{0}}{M+m}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | FN=(M+m)g+Fsinα | B. | FN=(M+m)g | C. | f=0 | D. | f=Fcos(α+θ) |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 如果進(jìn)入磁場,可知a為β射線,c為α射線 | |
B. | 如果進(jìn)入磁場,可知a為α射線,c為β射線 | |
C. | 如果同時存在電場和磁場,則a為β射線,c為α射線 | |
D. | a、c屬何種射線無法判斷 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 1Ω | B. | 2Ω | C. | 3Ω | D. | 4Ω |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 燈絲ab上的電流處處為I | |
B. | 燈絲a處的電流為I | |
C. | 燈絲b處的電流為I,其他地方的電流都比I小 | |
D. | 燈絲a處最容易燒斷 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 炸彈在空中做自由落體運動 | |
B. | 相鄰兩枚炸彈在空中豎直距離保持不變 | |
C. | 炸彈落地的時間間隔不相同 | |
D. | 所有相鄰兩個炸彈落地點之間的距離相等 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 若粘在A木塊上面,繩的拉力不變 | |
B. | 若粘在A木塊上面,繩的拉力減小 | |
C. | 若粘在C木塊上面,A、B間摩擦力增大 | |
D. | 若粘在C木塊上面,繩的拉力和A、B間摩擦力都減小 |
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