【題目】如圖所示,裝置由一理想彈簧發(fā)射器及兩個軌道組成.其中軌道Ⅰ由光滑軌道AB與粗糙直軌道BC平滑連接,高度差分別是h1=0.2m、h2=0.10m,BC水平距離L=1.00m.軌道Ⅱ由AE、螺旋圓形EFGGB三段光滑軌道平滑連接而成,且A點與F點等高.當彈簧壓縮量為d時,恰能使質(zhì)量m=0.05kg的滑塊沿軌道Ⅰ上升到B點;當彈簧壓縮量為2d時,恰能使滑塊沿軌道Ⅰ上升到C點.(已知彈簧彈性勢能與壓縮量的平方成正比)

(1)當彈簧壓縮量為d時,求彈簧的彈性勢能及滑塊離開彈簧瞬間的速度大小;

(2)求滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù);

(3)當彈簧壓縮量為d時,若沿軌道Ⅱ運動,滑塊能否上升到B點?請通過計算說明理由.

【答案】(1)0.1J 2m/s (2)0.5 (3)不能到達B

【解析】

試題當彈簧壓縮量為d時,釋放后彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能,滑塊在軌道Ⅰ上升到B點的過程中,滑塊的動能轉(zhuǎn)化為重力勢能,由機械能守恒定律求解.當彈簧壓縮量為2d時,彈簧的彈性勢能是彈簧壓縮量為d時彈性勢能的4倍,對滑塊釋放到C的整個過程,運用能量守恒定律列式,可求得滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù).若要能使滑塊上升到B點,根據(jù)機械能守恒定律分析能否上升到B。

(1)由機械能守恒定律可得

E=ΔEk=ΔEpmgh1=0.05×10×0.20 J=0.1 J

根據(jù): 可解得:v0=2 m/s

(2) 當彈簧壓縮量為2d時,由題可得:彈簧的彈性勢能是彈簧壓縮量為d時彈性勢能的4倍,即為:EP2=4EP1=0.4J

對滑塊從彈簧釋放后運動到C點的過程,根據(jù)能量守恒定律得:

解得:μ=0.5

(3)恰能通過螺旋軌道最高點須滿足的條件是:

由機械能守恒定律有:

解得vv0=2 m/s

Rm=0.4m

RRm=0.4m時,滑塊能夠上升到B點.

R>Rm=0.4m時,滑塊會脫離螺旋軌道,不能上升到B點。

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,兩條光滑的絕緣導軌,導軌的水平部分足夠長并與傾斜部分平滑連接,兩導軌間距L=10cm,導軌的傾斜部分氣水平面成=53°,其中有一段勻強磁場區(qū)域abcd,磁場方向垂直于斜面向上,磁感應強度B=1T,磁場下邊界離水平軌道的高度h=0.8m。水平部分導軌間'有豎直方向等距離間隔也為L的勻強磁場, 的方向相反,大小相等,即。現(xiàn)有一質(zhì)量m=0.01kg、電阻R=0.5Ω、邊長也為L的正方形金屬框,由傾斜導軌上某高度處靜止釋放,金屬框離開磁場abcd時恰好做勻速運動,此后金屬框在水平導軌上滑行一段時間后進入水平磁場區(qū)域,最終線框靜止。重力加速度,感應電流的磁場可以忽略不計,sin53°=0.8cos53°=0.6。求:

l)金屬框離開磁場abcd時的速度;

2)在水平導軌上運動過程中金屬框內(nèi)產(chǎn)生的電熱;

3)若金屬框恰能通過n個完整磁場區(qū)域,試寫出n與高度h的關系式。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】擺球質(zhì)量相等的甲、乙兩單擺懸掛點高度相同,其振動圖象如圖所示。選懸掛點所在水平面為重力勢能的參考面,由圖可知(  )

A. 甲、乙兩單擺擺長之比是49

B. ta時刻甲、乙兩單擺的擺角相等

C. tb時刻甲、乙兩單擺的勢能差最大

D. tc時刻甲、乙兩單擺的速率相等

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到F1、F2和摩擦力作用,木塊處于靜止狀態(tài),其中F1=10 N,F2=2 N.,則下列說法正確的是(   )

A. 若撤去F1,物體受的摩擦力一定為2 N,方向向右

B. 若撤去F1,物體有可能滑動

C. 若撤去F2物體受的摩擦力為一定為10N,方向向左

D. 若撤去F2物體一定會滑動

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有四個運動的物體A、B、C、D,物體A、B運動的x-t圖象如圖甲所示;物體C、D從同一地點沿同一方向運動的v-t圖象如圖乙所示.根據(jù)圖象做出以下判斷正確的是( )

A. 物體AB均做勻速直線運動且A的速度比B的大

B. 0~3s時間內(nèi),物體B運動的位移為10m

C. t=3s時,物體C追上物體D

D. t=3s時,物體CD間距離最大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某實驗小組想測試兩種材料的導電性能,他們將這兩種材料加工成厚度均勻、橫截面為正方形的幾何體,分別如圖甲、乙所示,經(jīng)測試發(fā)現(xiàn),材料甲沿ab、cd兩個方向的電阻相等,材料乙沿ef方向的電阻大于沿gh方向的電阻,關于這兩種材料,下列說法中正確的是(  )

A. 材料甲一定是晶體

B. 材料甲一定是非晶體

C. 材料乙一定是單晶體

D. 材料乙一定是多晶體

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為一定質(zhì)量的理想氣體沿著如圖所示的方向發(fā)生狀態(tài)變化的過程,則該氣體壓強的變化是( 。

A. 從狀態(tài)c到狀態(tài)d,壓強減小

B. 從狀態(tài)d到狀態(tài)a,壓強不變

C. 從狀態(tài)a到狀態(tài)b,壓強增大

D. 從狀態(tài)b到狀態(tài)c,壓強增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量為M的楔形物A靜置在水平地面上,其斜面的傾角為。斜面上有一質(zhì)量為m的小物塊B,B與斜面之間存在摩擦,用平行于斜面的恒力F沿斜面向上拉B,使之勻速上滑。在B運動的過程中,楔形物塊A始終保持靜止。關于相互間作用力的描述正確的是

A. BA的壓力大小為

B. BA摩擦力大小為

C. 地面受到的摩擦力大小為

D. 地面受到的壓力大小為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑的水平面上有一靜止的物體M,物體上有一光滑的半圓弧軌道,最低點為C,兩端A、B一樣高,現(xiàn)讓小滑塊mA點由靜止下滑,則( )

Am不能到達M上的B

B、mAC的過程中M向左運動,mCB的過程中M向右運動

C、mAB的過程中M一直向左運動,m到達B的瞬間,M速度為零

DMm組成的系統(tǒng)機械能守恒,水平方向動量守恒

查看答案和解析>>

同步練習冊答案