【題目】如圖所示,水平軌道左端固定一輕彈簧,彈簧右端可自由伸長(zhǎng)到O點(diǎn),軌道右端與一光滑豎直半圓軌道相連,圓軌道半徑R=0.5m,圓軌道最低點(diǎn)為C,最高點(diǎn)為D。在直軌道最右端放置小物塊N,將小物塊M靠在彈簧上并壓縮到P點(diǎn),由靜止釋放,之后與N發(fā)生彈性正碰,碰后N恰能通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)D。已知物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.5,M的質(zhì)量為2kgN的質(zhì)量為4kg,OP=0.5m,OC=1.5m,重力加速度g=10m/s2

(1)N剛進(jìn)入圓軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力;

(2)求將彈簧壓縮到P點(diǎn)時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能;

(3)若將M與彈簧栓接,將物塊N靠在M上,壓縮彈簧到P點(diǎn)后由靜止釋放,求N最終停在什么位置?

【答案】(1)240N,方向豎直向下;(2)76.25J;(3)距離C點(diǎn)0.54m

【解析】

(1)物塊ND點(diǎn)

物塊N碰后速度為v2,由圓軌道C點(diǎn)到D過(guò)程機(jī)械能守恒

在圓軌道最低點(diǎn)時(shí)C時(shí)對(duì)軌道的壓力最大

解得

FNm=240N

根據(jù)牛頓第三定律壓力方向豎直向下

(2)物塊MN碰前速度為v0,碰后速度為v1,由動(dòng)量守恒

mv0=mvl+Mv2

碰撞過(guò)程機(jī)械能守恒

彈簧彈開(kāi)到碰前過(guò)程

解得

Ep=76.25J

(3)若物塊M、N靠在一起釋放,則兩者在O點(diǎn)分離,分離時(shí)的速度為v

分離后物塊N到達(dá)C點(diǎn)速度為vC

假設(shè)物塊沿圓周上滑不超過(guò)圓周處

解得

h=0.27mR

故物塊不能到達(dá)圓周最高點(diǎn),將沿圓周滑回

解得

x=0.54m

滑塊停在距離C點(diǎn)0.54m

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,理想變壓器原、副線圖的應(yīng)數(shù)些為n1:n2=2:1,輸人端接在 (V)的交流電源上,R1為電阻箱,副線圈連在電路中的電阻R=10Ω,電表均為理想電表。下列說(shuō)法正確的是( )

A. 當(dāng)R1=0時(shí),電壓表的讀數(shù)為30V

B. 當(dāng)R1=0時(shí),若將電流表?yè)Q成規(guī)格為“5V 5W”的燈泡,燈泡能夠正常發(fā)光

C. 當(dāng)R1=10Ω時(shí),電流表的讀數(shù)為1.2A

D. 當(dāng)R1=10Ω時(shí),電壓表的讀數(shù)為6V

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A.乙加速時(shí)間與減速時(shí)間相同

B.甲做勻減速運(yùn)動(dòng)直到停止

C.乙最終停在甲中點(diǎn)

D.乙最終停在距甲右端

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,在某電場(chǎng)中建立x坐標(biāo)軸,一個(gè)電子僅在電場(chǎng)力作用下沿x軸正方向運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)AB、C三點(diǎn),已知。該電子的電勢(shì)能EP隨坐標(biāo)x變化的關(guān)系如圖乙所示。則下列說(shuō)法中正確的是

A. A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì)

B. A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度

C. A、B兩點(diǎn)電勢(shì)差UAB等于BC兩點(diǎn)電勢(shì)差UBC

D. 電子經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的速率小于經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速率

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】將一正電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中M點(diǎn),電勢(shì)能減少了8.0×109J,若將另一等量的負(fù)電荷從無(wú)窮遠(yuǎn)處移入電場(chǎng)中的N點(diǎn),電勢(shì)能增加了9.0×10-9J,則下列判斷中正確的是( )

A. φMφN<0 B. φNφM>0

C. φNφM<0 D. φMφN>0

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【題目】如圖所示,實(shí)線表示電場(chǎng)線,虛線表示帶電粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,ab是運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn),可以判定(

A. 粒子在a點(diǎn)的速度大于在b點(diǎn)的速度

B. 粒子在a點(diǎn)的加速度小于在b點(diǎn)的加速度

C. 粒子一定帶負(fù)電

D. 粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能大于在b點(diǎn)的電勢(shì)能

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【題目】兩個(gè)固定的等量異種點(diǎn)電荷所形成電場(chǎng)疊等勢(shì)面如圖虛線所示。一帶電粒子以某一速度從a點(diǎn)進(jìn)入電場(chǎng),運(yùn)動(dòng)軌跡為圖中實(shí)線,若粒子只受電場(chǎng)力的作用,下列說(shuō)法正確的是(

A. 帶電粒子帶正電

B. 電勢(shì)能先減小后增大

C. 速率先減小后增大

D. 粒子在c點(diǎn)電勢(shì)能大于在e點(diǎn)電勢(shì)能

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【題目】一只船在靜水中的速度為3m/s,它要橫渡一條30m寬的河,水流速度為4m/s,下列說(shuō)法正確的是()

A. 這只船不可能垂直于河岸抵達(dá)正對(duì)岸

B. 這只船對(duì)地的速度一定是5m/s

C. 過(guò)河時(shí)間可能是6s

D. 過(guò)河時(shí)間可能是12s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】“用DIS測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻”的實(shí)驗(yàn)電路如圖a.所示,其中R1為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器。

(1)下列關(guān)于圖a.電路的說(shuō)法中正確的有_____

A.甲為電壓傳感器,R的作用是保護(hù)電路

B.甲為電壓傳感器,R1的作用是保護(hù)電路

C.乙為電壓傳感器,R的作用是保護(hù)電路

D.乙為電壓傳感器,R1的作用是保護(hù)電路

(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得電池①的路端電壓U與電流I的擬合曲線如圖b.中①圖線所示,由此得到電池①的電源電動(dòng)勢(shì)E1=_______V,內(nèi)阻r1=______Ω;

(3)改用電池②,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)方法,得到圖b.中的圖線②。用阻值相同的兩個(gè)定值電阻分別與電池①及電池②連接,兩電池的輸出功率相等,則這兩個(gè)定值電阻的阻值為________Ω,電池①和電池②的效率η1______η2(選填“>”“=”或“<”)。

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