如圖所示的軌道由半徑為R的1/4光滑圓弧軌道AB、豎直臺(tái)階BC、足夠長(zhǎng)的光滑水平直軌道CD組成.小車的質(zhì)量為M,緊靠臺(tái)階BC且上水平表面與B點(diǎn)等高.一質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊自圓弧頂端A點(diǎn)由靜止下滑,滑過圓弧的最低點(diǎn)B之后滑到小車上.已知M=4m,小車的上表面的右側(cè)固定一根輕彈簧,彈簧的自由端在Q點(diǎn),小車的上表面左端點(diǎn)PQ點(diǎn)之間是粗糙的,滑塊與PQ之間表面的動(dòng)摩擦因數(shù)為,Q點(diǎn)右側(cè)表面是光滑的.求:

小題1:滑塊滑到B點(diǎn)的瞬間對(duì)圓弧軌道的壓力大小.
小題2:要使滑塊既能擠壓彈簧,又最終沒有滑離小車,則小車上PQ之間的距離應(yīng)在什么范圍內(nèi)?(滑塊與彈簧的相互作用始終在彈簧的彈性范圍內(nèi))

小題1:
小題2:
(1)設(shè)滑塊滑到B點(diǎn)的速度大小為v,到B點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)滑塊的支持力為N,由機(jī)械能守恒定律有
    ① (2分)                              高#考#資#滑塊滑到B點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律有
   ② (2分)
聯(lián)立①②式解得  N=3mg   ③  (1分)
根據(jù)牛頓第三定律,滑塊在B點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為 (1分)
(2)滑塊最終沒有離開小車,滑塊和小車必然具有共同的末速度設(shè)為u,滑塊與小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,有
  ④ (2分)
若小車PQ之間的距離L足夠大,則滑塊可能不與彈簧接觸就已經(jīng)與小車相對(duì)靜止,設(shè)滑塊恰好滑到Q點(diǎn),由功能關(guān)系有
  ⑤ (2分)
聯(lián)立①④⑤式解得    ⑥ (2分)
若小車PQ之間的距離L不是很大,則滑塊必然擠壓彈簧,由于Q點(diǎn)右側(cè)是光滑的,滑塊必然被彈回到PQ之間,設(shè)滑塊恰好回到小車的左端P點(diǎn)處,由功能關(guān)系有
  ⑦ (2分)
聯(lián)立①④⑦式解得     ⑧ (2分)
綜上所述并由⑥⑧式可知,要使滑塊既能擠壓彈簧,又最終沒有離開小車,PQ之間的距離L應(yīng)滿足的范圍是    ⑨ (2分)
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

關(guān)于功和能,下列說法中正確的是
A.功和能的單位相同,它們的物理意義也相同
B.做功的過程就是物體能量的轉(zhuǎn)化過程
C.物體做的功越多,物體的能量就越大
D.做了多少功,就增加多少能量

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1的水平面上,放有距離9.5m的兩個(gè)物體A和B,質(zhì)量分別為mA=2kg,mB=1kg,如圖所示,現(xiàn)給A一個(gè)沖量使A以10m/s的初速度向靜止的B運(yùn)動(dòng)當(dāng)A與B發(fā)生碰撞后,A仍沿原方向運(yùn)動(dòng),且A從開始運(yùn)動(dòng)到停止共經(jīng)歷6s,求碰撞后B經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間停止運(yùn)動(dòng)?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

“神舟三號(hào)”順利發(fā)射升空后,在離地面340km的圓軌道上運(yùn)行了108圈。運(yùn)行中需要進(jìn)行多次“軌道維持”。所謂“軌道維持”就是通過控制飛船上發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火時(shí)間和推力的大小方向,使飛船能保持在預(yù)定軌道上穩(wěn)定運(yùn)行。如果不進(jìn)行軌道維持,由于飛船受軌道上稀薄空氣的摩擦阻力,軌道高度會(huì)逐漸降低,在這種情況下飛船的動(dòng)能、重力勢(shì)能和機(jī)械能變化情況將會(huì)是                            
A.動(dòng)能、重力勢(shì)能和機(jī)械能都逐漸減小
B.重力勢(shì)能逐漸減小,動(dòng)能逐漸增大,機(jī)械能不變
C.重力勢(shì)能逐漸增大,動(dòng)能逐漸減小,機(jī)械能不變
D.重力勢(shì)能逐漸減小,動(dòng)能逐漸增大,機(jī)械能逐漸減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一木板靜止在光滑水平面上,一木塊從小車左端開始以速度v沿木板表面滑動(dòng)。若將木板固定住,滑到木板右端木塊克服摩擦力做的功為W1,產(chǎn)生的熱量為Q1,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1;若木板不固定,滑到木板右端木塊克服摩擦阻力做的功為W2,產(chǎn)生的熱量為Q2,運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2則 (    )
A.W1=W2,Q1=Q2 ,t1=t2
B.W1>W2,Q1 >Q2, t1>t2
C.W1<W2,Q1<Q2, t1<t2
D.W1<W2,Q1=Q2, t1<t2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

滑板是現(xiàn)在非常流行的一種運(yùn)動(dòng),如圖所示,一滑板運(yùn)動(dòng)員以7 m/s的初速度從曲面的A點(diǎn)下滑,運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)速度仍為7 m/s,若他以6 m/s的初速度仍由A點(diǎn)下滑,則他運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度
 
A.大于6 m/s     B.等于6 m/s
C.小于6 m/sD.條件不足,無法計(jì)算

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,一根長(zhǎng)為三的細(xì)剛性輕桿的兩端分別連結(jié)小球ab,它們的質(zhì)量分別為mamb,,桿可繞距a球?yàn)長(zhǎng)/4處的水平定軸D在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),初始時(shí)桿處于豎直位置,小球b幾乎接觸桌面,在桿的右邊水平桌面上,緊挨著細(xì)桿放著一個(gè)質(zhì)量為m的立方體勻質(zhì)物塊,圖中ABCD為過立方體中心且與細(xì)桿共面的截面.現(xiàn)用一水平恒力F作用于a球上,使之繞O軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),設(shè)在此過程中立方體物塊沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),且小球b立方體物塊始終接觸沒有分離.不計(jì)一切摩擦,求:

小題1:在細(xì)桿轉(zhuǎn)動(dòng)過程中a、b兩小球速度大小的關(guān)系.
小題2:當(dāng)細(xì)桿轉(zhuǎn)過口角時(shí)小球6速度大小與立方體物塊速度大小的關(guān)系.
小題3:若ma=3mb=m,當(dāng)細(xì)桿轉(zhuǎn)過30°角時(shí)小球b速度的大。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

質(zhì)量M=3.0kg的長(zhǎng)木板置于光滑水平面上,木板左側(cè)放置一質(zhì)量m=1.0kg的木塊,右側(cè)固定一輕彈簧,處于原長(zhǎng)狀態(tài),彈簧正下方部分的木板上表面光滑,其它部分的木板上表面粗糙,如圖所示,F(xiàn)給木塊的初速度,使之向右運(yùn)動(dòng),在木板與木塊向右運(yùn)動(dòng)過程中,當(dāng)木板和木塊達(dá)到共速時(shí),木板恰與墻壁相碰,碰撞過程時(shí)間極短,木板速度的方向改變,大小不變,最后木塊恰好在木板的左端與木板相對(duì)靜止。求:

小題1:木板與墻壁相碰時(shí)的速度;
小題2:整個(gè)過程中彈簧所具有的彈性勢(shì)能的最大值

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