【題目】如圖所示,在豎直方向上A、B兩物體通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連,A放在水平地面上,B、C兩物體通過細(xì)繩繞過輕質(zhì)定滑輪相連,C放在固定的足夠長的光滑斜面上,用手拿住C,使細(xì)線剛剛拉直但無拉力作用,并保證ab段的細(xì)繩豎直,cd段的細(xì)繩與斜面平行,已知A、B的質(zhì)量均為m,C的質(zhì)量為M(M>2m),重力加速度為g,細(xì)繩與滑輪之間的摩擦不計,開始時整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),釋放C后它沿斜面下滑,當(dāng)A剛離開地面時,B獲得最大速度(B未觸及滑輪,彈簧始終處于彈性限度內(nèi)),求:

(1)從釋放C彈簧的壓縮量;

(2)物體B的最大速度vm;

(3)若C與斜面間動摩擦因數(shù)為μ,從釋放C開始到物體A恰好要離開地面時,細(xì)線對物體C所做的功。

【答案】(1) (2)

(3)

【解析】試題分析:據(jù)題意:釋放物體C之前細(xì)線恰好伸直但沒有拉力,彈簧所受的壓力等于a的重力,根據(jù)胡克定律求解彈簧的壓縮量x;當(dāng)A恰好要離開地面時,地面對物體A的支持力為零,根據(jù)胡克定律求出此時彈簧的伸長量x′,則物體B上升的高度和物體C沿斜面下滑的距離等于x+x′.當(dāng)物體B達(dá)最大速度時合力為零,根據(jù)平衡條件和三個物體和彈簧的機(jī)械能守恒,列式可求解物體B的最大速度.以三個物體和彈簧作為研究對象,據(jù)動能定理求出物體A恰好要離開地面時B、C的速度大小,再對C,運用動能定理求解細(xì)線對物體C所做的功

細(xì)線恰好伸直,繩子拉力為零,設(shè)彈簧的壓縮量為x

B受力分析有:mg=kx, 解得

(2)當(dāng)A恰好要離開地面時,地面對物體A的支持力為零,設(shè)彈簧的伸長量為x

對物體A受力分析有:

C下滑的距離為:

設(shè)斜面傾角為α

當(dāng)物體B達(dá)最大速度時有:Mgsinα=2mg

根據(jù)動能定理得:Mgssinα-mgs=

解得:

(3)以三個物體和彈簧作為研究對象,據(jù)動能定理有:

以物體C為研究對象,據(jù)動能定理有:

解得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】利用圖所示裝置做“驗證機(jī)械能守恒定律”的實驗。

(1)關(guān)于本實驗,以下說法正確的是___________。

A.必須用秒表測出重物下落的時間

B.打點計時器應(yīng)連接直流電源

C.驗證時,必須測量重錘的質(zhì)量或重力

D.選擇質(zhì)量較大、體積較小的重錘可以減小實驗誤差

(2)此實驗過程中機(jī)械能是否守恒,可以通過計算紙帶打下兩點的過程中,重錘減少的重力勢能是否等于其增加的動能來驗證。圖是實驗中得到的一條紙帶。O為重錘開始下落時記錄的點,在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C,得到它們之間的距離分別為sAsBsC。若重錘質(zhì)量用m表示,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g,打點計時器打點的周期為T。則在打下O點到B點的過程中,重力勢能的減少量ΔEp=mg(sA+sB),動能的增加量ΔEk=_______。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,圓形區(qū)域半徑為R,區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B,P為磁場邊界上的最低點.大量質(zhì)量均為m,電荷量絕對值均為q的帶負(fù)電粒子,以相同的速率從P點射入磁場區(qū)域,速度方向沿位于紙面內(nèi)的各個方向.粒子的軌道半徑為2R,A、C為圓形區(qū)域水平直徑的兩個端點,粒子重力不計,空氣阻力不計,則

A. 粒子射入磁場的速率為

B. 粒子在磁場中運動動的最長時間為

C. 不可能有粒子從C點射出磁場

D. 若粒子的速率可以變化,則可能有粒子從A點水平射出

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑半球的半徑為R,球心為O,固定在水平面上,其上方有一光滑曲面軌道AB,高度為。軌道底端水平并與半球頂端相切,質(zhì)量為m的小球從A點由靜止滑下,最后落在水平面上C點,重力加速度為g,則

A. 小球?qū)⒀匕肭虮砻孀鲆欢螆A周運動后斜拋至C

B. 小球?qū)?/span>B點開始做平拋運動到達(dá)C

C. OC之間的距離為2R

D. 小球運動到C點時的速率為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,U形管兩臂粗細(xì)不等,開口向上,右端封閉的粗管橫截面積是開口的細(xì)管的三倍,管中裝入水銀,大氣壓為76cmHg。左端開口管中水銀面到管口距離為11cm,且水銀面比封閉管內(nèi)高4cm,封閉管內(nèi)空氣柱長為11cm,F(xiàn)在開口端用小活塞封住,并緩慢推動活塞,使兩管液面相平,推動過程中兩管的氣體溫度始終不變,試求:

粗管中氣體的最終壓強(qiáng);

活塞推動的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在坐標(biāo)原點的波源產(chǎn)生一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波,波速v200 m/s,已知t0時波剛好傳到x40 m處,如圖所示。在x400 m處有一接收器(圖中未畫出),則下列說法正確的是( )

A. 波源的起振方向沿y軸正方向

B. 接收器在t2 s時才能接收到此波

C. t0開始經(jīng)0.15 s,x40 m處的質(zhì)點運動的路程為30cm

D. 若波源向x軸正方向移動,接收器收到的波的頻率可能為12Hz

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為θ的斜面體c置于水平地面上,小物塊b置于斜面上,通過細(xì)繩跨過光滑的輕質(zhì)定滑輪與容器a連接,連接b的一段細(xì)繩與斜面平行.在a中緩慢注入沙子的過程中,ab、c均一直處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說法正確的是

A. 繩子的拉力保持不變

B. bc的摩擦力一直變大

C. 繩對滑輪的作用力方向始終不變

D. 地面對c的支持力始終不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】AB兩列火車,在同一軌道上同向行駛,A車在前,其速度vA=10 m/s,B車在后,速度vB=30 m/s,因大霧能見度很低,B車在距Ax0=75 m時才發(fā)現(xiàn)前方有A車,這時B車立即剎車,但B車要經(jīng)過180 m才能停止,問:B車剎車時A車仍按原速率行駛,兩車是否會相撞?若會相撞,將在B車剎車后多長時間相撞?若不會相撞,則兩車最近距離是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在嫦娥探月工程中,設(shè)月球半徑為R,月球表面的重力加速度為.飛船在半徑為4R的圓型軌道上運動,到達(dá)軌道的A點時點火變軌進(jìn)入橢圓軌道,到達(dá)軌道的近月點B時,再次點火進(jìn)入半徑約為R的近月軌道繞月做圓周運動,則

A. 飛船在軌道上的運行速率等于

B. 飛船在軌道上運行速率小于在軌道B處的速率

C. 飛船在軌道上的加速度大于在軌道B處的加速度

D. 飛船在軌道、軌道上運行的周期之比=4∶1

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