(20分)如圖所示,在傾角為30°的光滑斜面上放置一質(zhì)量為m的物塊B,B的下端連接一輕質(zhì)彈簧,彈簧下端與擋板相連接,B平衡時,彈簧的壓縮量為x0,O點為彈簧的原長位置。在斜面頂端另有一質(zhì)量也為m的物塊A,距物塊B為3x0,現(xiàn)讓A從靜止開始沿斜面下滑,A與B相碰后立即一起沿斜面向下運動,并恰好回到O點(A、B均視為質(zhì)點)。試求:

(1)A、B相碰后瞬間的共同速度的大。
(2)A、B相碰前彈簧的具有的彈性勢能;
(3)若在斜面頂端再連接一光滑的半徑R=x0的半圓軌道PQ,圓軌道與斜面相切于最高點P,現(xiàn)讓物塊A以初速度v從P點沿斜面下滑,與B碰后返回到P點還具有向上的速度,試問:v為多大時物塊A恰能通過圓弧軌道的最高點?
    

試題分析:(1)設(shè)相碰前的速度為,相碰后共同速度為
由機械能守恒定律得 (2分)
由動量守恒定律得   (2分)
解以上二式得(2分)
(2)設(shè)相碰前彈簧所具有的彈性勢能為,從相碰后一起壓縮彈簧到它們恰好到達O點過程中,由機械能守恒定律知
(3分)
解得(2分)
(3)設(shè)物塊第二次與相碰前的速度為,碰后、的共同速度為
   (1分)
   (1分)
一起壓縮彈簧后再回到O點時二者分離,設(shè)此時共同速度為,則
(2分)
此后繼續(xù)上滑到半圓軌道最高點時速度為,則
(2分)
在最高點有(1分)
聯(lián)立以上各式解得(2分)
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

小華設(shè)計了如圖甲所示的裝置驗證機械能守恒,提供的實驗器材如下:
A.小車B.鉤碼
C.一端帶滑輪的木板 D.細線
E.電火花計時器F.紙帶
G.毫米刻度尺H.低壓交流電源
I.220V的交流電源
(1)實驗中不需要的器材是______(填寫器材序號),還應(yīng)補充的器材是______.
(2)實驗中得到的一條紙帶如圖乙所示,選擇點跡清晰且便于測量的連續(xù)7個點(標號0~6),測出0到1、2、3、4、5、6點的距離分別為d1、d2、d3、d4、d5、d6,打點周期為T.則打點2時小車的速度v2=______;若測得小車質(zhì)量為M,鉤碼質(zhì)量為m,打點1和點5時小車的速度分別為v1、v5,己知重力加速度為g,則驗證點1與點5間系統(tǒng)的機械能守恒的關(guān)系式可表示為______.
(3)實驗中,鉤碼減少的重力勢能總是略大于系統(tǒng)增加的動能,主要原因是______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

兩物塊A、B用輕彈簧相連,質(zhì)量均為m="2" kg,初始時彈簧處于原長,A、B兩物塊都以v=6 m/s的速度在光滑的水平地面上運動,質(zhì)量M="4" kg的物塊C靜止在前方,如圖所示。B與C碰撞后二者會粘在一起運動。求在以后的運動中:

(1)當彈簧的彈性勢能最大時,物塊A的速度v1為多大?
(2)系統(tǒng)中彈性勢能的最大值EP是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)交流發(fā)電機轉(zhuǎn)子有n匝線圈,每匝線圈所圍面積為S,勻強磁場的磁感應(yīng)強度為B,勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω,線圈內(nèi)電阻為r,外電路電阻為R。.當線圈由圖中實線位置勻速轉(zhuǎn)動90°到達虛線位置過程中,求:
(1)通過R的電荷量q為多少?
(2)R上產(chǎn)生的電熱QR為多少?
(3)外力做的功W為多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量為2 kg的小物體從高為3 m、長為6 m的固定斜面頂端由靜止開始下滑,如圖所示,滑到底端時速度為6 m/s,取g="10" m/s2.則物體在斜面上下滑到底端的過程中( 。
A.重力對物體做功120 JB.物體克服摩擦力做功24 J
C.合力對物體做功60 JD.物體的重力勢能增加60 J

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

高空“蹦極”是勇敢者的游戲。蹦極運動員將彈性長繩(質(zhì)量忽略不計)的一端系在雙腳上,另一端固定在高處的跳臺上,運動員無初速地從跳臺上落下。若不計空氣阻力,則(  )
A.彈性繩開始伸直時,運動員的速度最大
B.從彈性繩開始伸直到最低點的過程中,運動員的重力勢能與彈性繩的彈性勢能之和不斷增大
C.整個下落過程中,重力對運動員的沖量與彈性繩彈力對運動員的沖量相同
D.整個下落過程中,重力對運動員所做的功等于運動員克服彈性繩彈力所做的功

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,用絕緣材料制作的小車靜止在水平面上,A、B是固定在小車上的兩個金屬板,兩板間距離為L,分別帶上等量異種電荷,兩板間形成場強上為E的勻強電場。另有一個帶電量為+q的小球從靠近A板處由靜止釋放,在電場力的作用下小球與B板相碰,碰撞后不反彈。小球的體積不計,所有接觸面均光滑,下列說法中正確的是(   )

A.最終小車與小球一起在水平面上做勻速運動
B.在此過程中電場力對小球做功為EqL
C.小球獲得的最大動能小于EqL
D.小球與小車系統(tǒng)增加的電勢能為EqL

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

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兩物體通過細繩繞過輕質(zhì)定滑輪相連,C放在固定的足夠長光滑斜面上。用手按住C,使細線恰好伸直但沒有拉力,并保證ab段的細線豎直、cd段的細線與斜面平行。已知A、B的質(zhì)量均為m,C的質(zhì)量為M(),細線與滑輪之間的摩擦不計,開始時整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。釋放C后它沿斜面下滑,當A恰好要離開地面時,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),重力加速度大小為g)。求:

(1)釋放物體C之前彈簧的壓縮量;
(2)物體B的最大速度;
(3)若C與斜面的動摩擦因數(shù)為,從釋放物體C開始到物體A恰好要離開地面時,細線對物體C所做的功。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(18分)消防車的供水系統(tǒng)主要由水泵、輸水管道和水炮組成.如圖所示,消防水炮離地高度為,建筑物上的火點離地高度為,水炮與火點的水平距離為,水泵的功率為,整個供水系統(tǒng)的效率.假設(shè)水從水炮水平射出,不計空氣阻力,取.
(1)若,,水炮出水速度,求水炮與起火建筑物之間的水平距離;
(2)在(1)問中,若水炮每秒出水量,求水泵的功率;
(3)當完成高層滅火后,還需要對散落在火點正下方地面上的燃燒物進行滅火,將水炮豎直下移至,假設(shè)供水系統(tǒng)的效率不變,水炮出水口的橫截面積不變,水泵功率應(yīng)調(diào)整為,則應(yīng)為多大?

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