【題目】如圖所示,光滑水平直導(dǎo)軌上有三個(gè)質(zhì)量均為m的物塊A、B、C,物塊B、C靜止,物塊B的左側(cè)固定一輕彈簧(彈簧左側(cè)的擋板質(zhì)量不計(jì));讓物塊A以速度v0朝B運(yùn)動(dòng),壓縮彈簧;當(dāng)A、B速度相等時(shí),B與C恰好相碰并粘接在一起,然后繼續(xù)運(yùn)動(dòng).假設(shè)B和C碰撞過(guò)程時(shí)間極短.那么從A開始?jí)嚎s彈簧直至與彈簧分離的過(guò)程中,
求.
(1)A、B第一次速度相同時(shí)的速度大;
(2)A、B第二次速度相同時(shí)的速度大;
(3)彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢(shì)能大小.
【答案】
(1)解:對(duì)A、B接觸的過(guò)程中,當(dāng)?shù)谝淮嗡俣认嗤瑫r(shí),取向右為正方向,由動(dòng)量守恒定律得:mv0=2mv1,
解得:v1= v0
答:A、B第一次速度相同時(shí)的速度大小是 v0
(2)解:設(shè)A、B第二次速度相同時(shí)的速度大小v2,對(duì)ABC系統(tǒng),取向右為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律得:mv0=3mv2
解得:v2= v0
答:A、B第二次速度相同時(shí)的速度大小是 v0
(3)解:B與C接觸的瞬間,B、C組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,有:m v0=2mv3
解得,BC粘接后瞬間共同速度為:v3= v0
當(dāng)A、B、C速度相同時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能最大.此時(shí)有:v2= v0
根據(jù)能量守恒定律得,彈簧的最大彈性勢(shì)能為:Epm= + mv12+ 2mv32﹣ 3mv22.
聯(lián)立解得:Epm= mv02.
答:彈簧被壓縮到最短時(shí)的彈性勢(shì)能大小是 mv02
【解析】(1)根據(jù)動(dòng)量守恒定律,列式求出第一次速度相等時(shí),A和B速度的大小。
(2)利用動(dòng)量守恒定律,求出第二次速度相當(dāng)時(shí)三個(gè)物體速度大小.
(3)三個(gè)物體速度相等時(shí)距離最近,彈簧的壓縮量最大,是解本題的隱含條件.
【考點(diǎn)精析】利用功能關(guān)系和動(dòng)量守恒定律對(duì)題目進(jìn)行判斷即可得到答案,需要熟知當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時(shí),物體的機(jī)械能守恒;重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動(dòng)能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1;動(dòng)量守恒定律成立的條件:系統(tǒng)不受外力或系統(tǒng)所受外力的合力為零;系統(tǒng)所受的外力的合力雖不為零,但系統(tǒng)外力比內(nèi)力小得多;系統(tǒng)所受外力的合力雖不為零,但在某個(gè)方向上的分量為零,則在該方向上系統(tǒng)的總動(dòng)量的分量保持不變.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】1919年5月29日,英國(guó)皇家學(xué)會(huì)科考隊(duì)在幾內(nèi)亞灣普林西比島拍攝的日蝕照片和隨后的計(jì)算證實(shí)了如下觀點(diǎn):引力是因質(zhì)量的存在而引起的時(shí)空連續(xù)場(chǎng)的彎曲。本次科考活動(dòng)支持了
A.經(jīng)典力學(xué)
B.相對(duì)論
C.進(jìn)化論
D.量子論
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一物塊沿傾角為θ的斜坡向上滑動(dòng).當(dāng)物塊的初速度為v時(shí),上升的最大高度為H,如圖所示;當(dāng)物塊的初速度為 時(shí),上升的最大高度記為h.重力加速度大小為g.物塊與斜坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)和h分別為( )
A.tanθ和
B.( ﹣1)tanθ和
C.tanθ和
D.( ﹣1)tanθ和
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一個(gè)絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)E中,在環(huán)的上端,一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球由靜止開始 沿軌道運(yùn)動(dòng),則( )
A.小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒
B.小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最小
C.在最低點(diǎn)球?qū)Νh(huán)的壓力為(mg+qE)
D.在最低點(diǎn)球?qū)Νh(huán)的壓力為3(mg+qE)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn):用如圖1所示的裝置探究加速度a與力F的關(guān)系,帶滑輪的長(zhǎng)木板水平放置,彈簧測(cè)力計(jì)固定在墻上.
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí),一定要進(jìn)行的操作是 (填選項(xiàng)前的字母).
A.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)求出加速度a,同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F.
B.改變小車的質(zhì)量,打出幾條紙帶
C.用天平測(cè)出沙和沙桶的總質(zhì)量
D.為減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量
(2)在實(shí)驗(yàn)中,有同學(xué)得到一條打點(diǎn)的紙帶,取打點(diǎn)清晰部分做如下標(biāo)記,如圖2所示,已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出來(lái),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz,則小車加速度的大小為a=m/s2 . (結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)由于疏忽,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他測(cè)量得到的a﹣F圖象,可能是圖3中的圖線 .
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在與英國(guó)資產(chǎn)階級(jí)革命的同一世紀(jì)里,對(duì)于近代科學(xué)形成作出決定性貢獻(xiàn)的科學(xué)家( )
A.愛(ài)因斯坦B.萊布尼茨C.培根D.牛頓
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一直角三棱鏡放置在真空中,其截面三角形的斜邊BC的長(zhǎng)度為d,一束單色光從AB側(cè)面的中點(diǎn)垂直AB入射.若三棱鏡的折射率為 ,∠C=30°,單色光在真空中的傳播速度為c,求:
①該單色光第一次從棱鏡射入真空時(shí)的折射角;
②該單色光從進(jìn)入棱鏡到第一次從棱鏡射出所經(jīng)歷的時(shí)間.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】圖甲中的直線為一靜電場(chǎng)中哦電場(chǎng)線(方向未標(biāo)出),現(xiàn)一不計(jì)重力的帶負(fù)電粒子從電場(chǎng)線上的M點(diǎn)沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)至N點(diǎn),假設(shè)粒子僅受電場(chǎng)力作用,圖乙描述了該粒子速度的平方隨其位移的變化規(guī)律.則( )
A.粒子在M點(diǎn)所受的電場(chǎng)力小于在N點(diǎn)所受的電場(chǎng)力
B.該電場(chǎng)線上的電場(chǎng)方向由N點(diǎn)指向M點(diǎn)
C.粒子由M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,電場(chǎng)力做負(fù)功
D.粒子在N點(diǎn)的電勢(shì)能大于在M點(diǎn)的電勢(shì)能
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