如圖所示,一質(zhì)量不計的輕質(zhì)彈簧的上端與盒子A連接在一起,盒子A放在傾角為θ=300的光滑固定斜面上,下端固定在斜面上.盒子內(nèi)裝一個光滑小球,盒子內(nèi)腔為正方體,一直徑略小于此正方形邊長的金屬圓球B恰好能放在盒內(nèi),已知彈簧勁度系數(shù)為k=100N/m,盒子A和金屬圓球B質(zhì)量均為1kg.,將A沿斜面向上提起,使彈簧從自然長度伸長10cm,從靜止釋放盒子A,A和B一起在斜面上做簡諧振動,g取10m/s2,求:

(1)盒子A的振幅.
(2)金屬圓球B的最大速度.
(3)盒子運動到最低點和最高點時,盒子A對金屬圓球B的作用力大小

(1) 20cm(2)1.4m/s(3)5N

解析試題分析:(1) 振子在平衡位置時,所受合力為零,
設(shè)此時彈簧被壓縮Δx
  
=10cm
釋 放 時振子處在最大位移處,故振幅A為: A=10cm+10cm=20cm
(2)由于開始時彈簧的伸長量恰等于振子在平衡位置時彈簧的壓縮量,
故彈簧勢能相等,設(shè)振子的最大速率為v,
從開始到平衡位置,根據(jù)機械能守恒定律:
   

(3)在最低點,振子受到的重力分力和彈力方向相反,根據(jù)牛頓第二定律:

A對B的作用力方向向上,其大小為:==15N
在最高點振子受到的重力分力和彈力方向相同,根據(jù)牛頓第二定律:
   (或由對稱性可得)
A對B的作用力方向向下,其大小為:==5N
考點:彈簧振子簡諧振動 牛頓第二定律

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

物體的空間位置隨時間的變化,是自然界中最簡單、最基本的運動形態(tài).下列現(xiàn)象中屬于物理學(xué)機械運動范疇的是(  )
A、上海的磁懸浮列車正在高速行駛B、中國的綜合國力正在飛速發(fā)展C、煤炭正在熊熊燃燒D、運動員200米決賽中

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科目:高中物理 來源: 題型:

關(guān)于時間和時刻,下列說法正確的是( 。
A、時刻表示時間極短,時間表示時間較長B、作息時間表上的數(shù)字均表示時間C、物體在5s內(nèi)就是指物體在4s末到5s末的這1s時間D、物體在第5s內(nèi)就是指物體在4s末到5s末的這1s的時間

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科目:高中物理 來源: 題型:

關(guān)于速度的說法正確的是(  )
A、速率不變的運動一定是勻速直線運動B、速度不變的運動一定是勻速直線運動C、物體運動的位移越大,其速度就越大D、物體運動的路程越大,其速度就越大

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

發(fā)現(xiàn)萬有引力定律和測出引力常量的科學(xué)家分別是(      )

A.開普勒、卡文迪許 B.牛頓、伽利略
C.牛頓、卡文迪許 D.開普勒、伽利略

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

在力學(xué)單位制中,選定下列哪一組物理量的單位為基本單位

A.速度、質(zhì)量和時間 B.力、長度和時間 
C.長度、質(zhì)量和時間 D.位移、質(zhì)量和速度 

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

如圖所示,一個表面光滑的斜面體M置于水平地面上,它的兩個斜面與水平面的夾角分別為α、β,且α<β,M的頂端裝有一定滑輪,一輕質(zhì)細繩跨過定滑輪后連接A、B兩個小滑塊,細繩與各自的斜面平行,不計繩與滑輪間的摩擦,A、B恰好在同一高度處于靜止?fàn)顟B(tài).剪斷細繩后,A、B滑至斜面底端,M始終保持靜止,則(  )

A.滑塊A的質(zhì)量大于滑塊B的質(zhì)量
B.兩滑塊到達斜面底端時的速率相同
C.兩滑塊到達斜面底端時,滑塊A重力的瞬時功率較大
D.兩滑塊到達斜面底端所用時間相同

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)如圖所示,光滑水平地面上停著一輛平板車,其質(zhì)量為M(且M=3m),長為L,車右端(A點)有一塊靜止的質(zhì)量為m的小金屬塊。金屬塊與車間有摩擦,以中點C為界,AC段與CB段摩擦因數(shù)不同,F(xiàn)給車施加一個向右的水平恒力,使車向右運動,同時金屬塊在車上開始滑動,當(dāng)金屬塊滑到中點C時,立即撤去這個力。已知撤去力的瞬間,金屬塊的速度為v0,車的速度為2v0,最后金屬塊恰停在車的左端(B點)。如果金屬塊與車的AC段間的動摩擦因數(shù)為,與CB段間的動摩擦因數(shù)為。

(1)若,m=1kg,求水平恒力F的大小;
(2)求的比值。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(12分)如圖所示,在水平軌道右側(cè)安放半徑為R的豎直圓槽形光滑軌道,水平軌道的PQ段鋪設(shè)特殊材料,調(diào)節(jié)其初始長度為l.水平軌道左側(cè)有一輕質(zhì)彈簧左端固定,彈簧處于自然伸長狀態(tài).小物塊A(可視為質(zhì)點)從軌道右側(cè)以初速度v0沖上軌道,通過圓形軌道、水平軌道后壓縮彈簧并被彈簧以原速率彈回,經(jīng)水平軌道返回圓形軌道.
已知R=0.2m,l=1.0m,v0=m/s,物塊A質(zhì)量為m=1kg,與PQ段間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,軌道其他部分摩擦不計,取g=10m/s2.求:

(1)物塊A與彈簧剛接觸時的速度大。
(2)物塊A被彈簧以原速率彈回返回到圓形軌道的高度.
(3)調(diào)節(jié)PQ段的長度l,A仍以v0從軌道右側(cè)沖上軌道,當(dāng)l滿足什么條件時,A物塊能第一次返回圓形軌道且能沿軌道運動而不會脫離軌道.

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同步練習(xí)冊答案