【題目】將一輕質(zhì)彈簧水平放置,一段固定在A點(diǎn),另一端與質(zhì)量為m=0.1 kg的物塊P接觸但不連接。AB是水平軌道,B端與半徑為R=0.4 m的光滑半圓軌道BCD相切,半圓的直徑BD豎直。用外力推動(dòng)P壓縮彈簧,然后放開(kāi),物塊P開(kāi)始沿著軌道運(yùn)動(dòng),物塊P恰能通過(guò)最高點(diǎn)D。重力加速度為g=10 m/s2,求:

(1)物塊在D點(diǎn)的速度;

(2)物塊通過(guò)圓弧軌道上B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力。

(3)若彈簧原長(zhǎng)時(shí)右端的位置與B點(diǎn)的距離L=4 m,動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,其余部分光滑。計(jì)算物塊離開(kāi)彈簧的過(guò)程中,彈簧彈力的沖量。

【答案】(1)2 m/s 26N 30.6kg·m/s

【解析】試題分析物塊P恰好能夠到達(dá)D點(diǎn)時(shí),由重力提供向心力,由牛頓第二定律求出D點(diǎn)的速度;從BD,由機(jī)械能守恒定律列式,可求出物體PB點(diǎn)的速度.再由牛頓運(yùn)動(dòng)定律求物塊通過(guò)圓弧軌道上B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力,根據(jù)動(dòng)量定理即可求得彈簧彈力的沖量。

物塊P恰好通過(guò)D點(diǎn),由重力提供向心力,由牛頓第二定律可得:

解得 =2 m/s

對(duì)物塊PB點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)過(guò)程中,

動(dòng)能定理

B點(diǎn)由牛頓第二定律可得:

根據(jù)第三定律得壓力F=FN,即F=6mg=6N 方向向下

物塊離開(kāi)彈簧到B點(diǎn),根據(jù)動(dòng)能定理

代入數(shù)據(jù)解得v0=6m/s

根據(jù)動(dòng)量定理彈簧彈力的沖量I=mv0-0=0.6kg·m/s

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】提出力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因的觀點(diǎn)并通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)來(lái)闡述的科學(xué)家是

A.亞里士多德B.伽利略

C.笛卡爾D.牛頓

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,楔形木塊abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同,頂角b處安裝一定滑輪,質(zhì)量分別為M、m(Mm)的滑塊,通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪連接,輕繩與斜面平行,兩滑塊由靜止釋放后,沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng),若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦,在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中( )

A.兩滑塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B.m的機(jī)械能可能減小

C.重力對(duì)M做的功大于M動(dòng)能的增加

D.兩滑塊組成的系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)器材,測(cè)量滑塊和長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。如圖所示,帶滑輪的長(zhǎng)木板水平放置,力傳感器固定在墻上,輕繩分別跨過(guò)固定在滑塊上和固定在長(zhǎng)木板末端的滑輪,一端與力傳感器連接,另一端豎直懸掛一砂桶,砂桶距地面足夠遠(yuǎn)。調(diào)節(jié)兩滑輪的位置使輕繩與長(zhǎng)木板平行,不計(jì)輕繩與各滑輪之間的摩擦。

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),______(必須不必”)要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量;______(沒(méi)有”)必要將長(zhǎng)木板右端墊高以平衡摩擦力;______(需要不需要”)用天平測(cè)砂和砂桶的總質(zhì)量。

(2)下圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50 Hz,由此可求出小車(chē)的加速度a________ m/s2(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),記錄力傳感器的示數(shù)3.2 N,用天平測(cè)出滑塊質(zhì)量1 kg,根據(jù)(2)中求出的加速度a的結(jié)果?梢缘贸龌瑝K和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ______。(重力加速度為g)。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線上勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)向右為正,甲質(zhì)點(diǎn)的速度為2m/s,乙質(zhì)點(diǎn)的速度為﹣4m/s,則可知( 。

A. 甲質(zhì)點(diǎn)的速度大于乙質(zhì)點(diǎn)的速度

B. 甲質(zhì)點(diǎn)的加速度大于乙質(zhì)點(diǎn)的加速度

C. 這里正、負(fù)號(hào)表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向

D. 若甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)出發(fā),則10s后甲乙兩質(zhì)點(diǎn)一定相距60m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,直MN表示某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線,a、b是線上的兩點(diǎn),將一帶負(fù)電荷的粒子從a點(diǎn)處由靜止釋放,粒子從a運(yùn)動(dòng)到b過(guò)程中的vt圖線如圖(b)所示。設(shè)a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa、φb,電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb,粒子在ab兩點(diǎn)的電勢(shì)能分別為WaWb,不計(jì)重力,則有(  )

A. φaφb B. EaEb C. EaEb D. WaWb

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】“科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤!边@句話適用于描述下列哪項(xiàng)物理事實(shí)?( 。

A.哥白尼的日心說(shuō)B.機(jī)械能守恒定律

C.經(jīng)典力學(xué)的局限性D.利用萬(wàn)有引力發(fā)現(xiàn)未知天體

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于功的下列說(shuō)法中,正確的是(  )

A.力對(duì)物體所做的功一定等于力的大小與物體位移大小的乘積

B.人類(lèi)對(duì)于能量及其轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)與功的概念緊密相連

C.一個(gè)力做功有正功、負(fù)功之分,所以功是個(gè)矢量

D.各分力所做功的代數(shù)和不等于合力對(duì)物體所做的功

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B,滑塊上固定一遮光條,滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連,傳感器下方懸掛鉤碼,每次滑塊都從A處由靜止釋放。

(1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d,如圖乙所示,則d=___mm.

(2)下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是___.(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)

A.應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些

B.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平

C.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

D.應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),將滑塊從A位置由靜止釋放,由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間t,若要得到滑塊的加速度,還需要測(cè)量的物理量是___;

(4)為研究滑塊的加速度與力的關(guān)系,改變鉤碼質(zhì)量,測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t,通過(guò)描點(diǎn)作出線性圖象,處理數(shù)據(jù)時(shí),縱軸為F,橫軸應(yīng)為___

At B、t2 C1/t D、1/t2

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