【題目】如圖甲所示,曲面AB與光滑水平面BC平滑連接于B點(diǎn),BC右端連接內(nèi)壁光滑、半徑為R=0.4m細(xì)圓管CD,管口D端正下方直立一根輕彈簧,輕彈簧下端固定,上端恰好與管口D端齊平。質(zhì)量為m=0.5kg的小球從曲面上距BC的高度為h=0.6m處由靜止開始下滑,小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為3m/s,通過CD后壓縮彈簧,在壓縮彈簧過程中彈簧彈力與形變量的關(guān)系圖像如圖乙所示,不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2,求:

(1)AB過程中小球克服摩擦阻力所做的功;

(2)小球通過管口C時(shí)對(duì)圓管的壓力大小與方向;

(3)在壓縮彈簧的過程中小球的最大速度vm。

【答案】(1)0.75J;(2)6.25N,豎直向上;(3)

【解析】

(1)設(shè)小球從AB過程中克服摩擦阻力所做的功為,從AB過程中,根據(jù)動(dòng)能定理

解得

(2)小球通過管口C時(shí)的速度

設(shè)在C點(diǎn)時(shí),圓管對(duì)小球作用力為,方向豎直向下,根據(jù)牛頓第二定律

解得

根據(jù)牛頓第三定律,小球通過管口C時(shí)對(duì)圓管的壓力大小

方向豎直向上

(3)在壓縮彈簧的過程中,當(dāng)小球合力為零時(shí),速度最大,設(shè)此時(shí)彈簧壓縮量為x,由圖像,可求出彈簧的勁度系數(shù)

解得

C點(diǎn)到小球速度達(dá)到最大過程,根據(jù)動(dòng)能定理

根據(jù)圖像的面積,可求出小球克服彈簧彈力所做的功

代入數(shù)據(jù)解得

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】如圖所示,一根上細(xì)下粗、粗端與細(xì)端都粗細(xì)均勻的玻璃管上端開口、下端封閉,上端足夠長(zhǎng),下端粗端中間有一段水銀封閉了一定質(zhì)量的理想氣體現(xiàn)對(duì)氣體緩慢加熱,氣體溫度不斷升高,水銀柱上升,則被封閉氣體體積和熱力學(xué)溫度的關(guān)系最接近哪個(gè)圖象  

A.

B.

C.

D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直放置的U形管左端封閉,右端開口,左管橫截面積為右管橫截面積的2倍,在左管內(nèi)用水銀封閉一段長(zhǎng)為l、溫度為T1的空氣柱,左右兩管水銀面高度差為hcm,外界大氣壓為h0cmHg。

①若向右管中緩慢注入水銀,直至兩管水銀面相平(原右管中水銀沒全部進(jìn)入水平部分),求在右管中注入水銀柱的長(zhǎng)度h1(以cm為單位);

②在兩管水銀面相平后,緩慢升高氣體的溫度至空氣柱的長(zhǎng)度為開始時(shí)的長(zhǎng)度l,求此時(shí)空氣柱的溫度T′。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,水平轉(zhuǎn)臺(tái)上有一質(zhì)量為m的物塊,用長(zhǎng)為L的細(xì)繩將物塊連接在轉(zhuǎn)軸上,細(xì)線與豎直轉(zhuǎn)軸的夾角為角,此時(shí)繩中張力為零,物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間動(dòng)摩擦因數(shù)為 ,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)由靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng),則(

A.至繩中出現(xiàn)拉力時(shí),轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊做的功為

B.至繩中出現(xiàn)拉力時(shí),轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊做的功為

C.至轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊支持力為零時(shí),轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)物塊做的功為

D.當(dāng)物體的角速度為時(shí),物塊與轉(zhuǎn)臺(tái)間無(wú)相互作用力

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,水平地面上靜止放置一輛小車A,質(zhì)量,車長(zhǎng),上表面不光滑,小車與地面間的摩擦力極小,可以忽略不計(jì)。小車以在水平地面勻速運(yùn)動(dòng)。將可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊B無(wú)初速度地置于A的最右端,B的質(zhì)量,AB間的動(dòng)摩擦因素為,AB間的最大靜摩擦力可以認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力,F(xiàn)對(duì)A施加一個(gè)水平向右的恒力F作用。(,所有計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

1)要維持小車勻速運(yùn)動(dòng),求F的大小?

2)當(dāng)A勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),求從B放上AB相對(duì)A靜止,A發(fā)生的位移大?

3)要使物塊B不從小車A上掉下,求F的大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某物體以初速度V0水平拋出,在某時(shí)刻,物體的水平速度和豎直速度大小相等,下列說法中正確的是( 。

A. 在這段時(shí)間內(nèi)的水平位移和豎直位移大小相等

B. 該時(shí)刻的速度大小為

C. 從拋出到該時(shí)刻的物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為

D. 從拋出到該時(shí)刻物體運(yùn)動(dòng)位移大小為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某質(zhì)點(diǎn)做初速度為零的直線運(yùn)動(dòng),其位移-時(shí)間圖象如圖所示,其中OP段與PQ段均為拋物線的一部分,OP段與PQ段平滑相連,且Q點(diǎn)的切線與x軸水平。下列說法正確的是( 。

A.5s末質(zhì)點(diǎn)的速度為0.5m/s

B.5s末質(zhì)點(diǎn)的加速度為1m/s2

C.5s末到6s末質(zhì)點(diǎn)通過的路程為1m

D.2s末到5s末質(zhì)點(diǎn)的平均速度為1.5m/s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】中國(guó)空間站將于2022年建成,我國(guó)科研人員在模擬空間站運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn),質(zhì)量為m0的空間站由于受到微弱阻力的作用而沿螺旋軌道向地球運(yùn)行,因阻力極微小,可認(rèn)為在一圈內(nèi)空間站作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若開始時(shí)其軌道半徑為R,經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間T后其軌道半徑減小了hh遠(yuǎn)小于R)。如果規(guī)定物體在離地球無(wú)窮遠(yuǎn)處勢(shì)能為零,則質(zhì)量為m的物體離地心距離為r時(shí),具有的萬(wàn)有引力勢(shì)能可表示為G是萬(wàn)有引力常量,M為地球質(zhì)量。

1)求空間站在半徑為R的軌道上運(yùn)行時(shí)的機(jī)械能

2)估算空間站受到的微弱阻力f的大小。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】將一個(gè)半徑為r,電阻為R,圓心角為30°的扇形金屬線框OCD置于如圖所示的兩個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)III中,MN為分界線,在磁場(chǎng)I中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,在磁場(chǎng)II中,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B,方向均垂直于紙面向里。T=0時(shí)刻,扇形金屬線框從圖示的位置開始繞著O點(diǎn)在紙面內(nèi)以角速度沿順時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng),規(guī)定OCDO的方向?yàn)樯刃谓饘倬框中產(chǎn)生感應(yīng)電流的正方向。在其轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,金屬線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像正確的是

A.

B.

C.

D.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案