【題目】將一輕質(zhì)彈簧水平放置，一段固定在A點(diǎn)，另一端與質(zhì)量為m=0.1 kg的物塊P接觸但不連接。AB是水平軌道，B端與半徑為R=0.4 m的光滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD豎直。用外力推動(dòng)P壓縮彈簧，然后放開(kāi)，物塊P開(kāi)始沿著軌道運(yùn)動(dòng)，物塊P恰能通過(guò)最高點(diǎn)D。重力加速度為g=10 m/s2，求：

(1)物塊在D點(diǎn)的速度；

(2)物塊通過(guò)圓弧軌道上B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力。

(3)若彈簧原長(zhǎng)時(shí)右端的位置與B點(diǎn)的距離L=4 m，動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，其余部分光滑。計(jì)算物塊離開(kāi)彈簧的過(guò)程中，彈簧彈力的沖量。

【答案】（1）2 m/s （2）6N （3）0.6kg·m/s

【解析】試題分析：物塊P恰好能夠到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，由重力提供向心力，由牛頓第二定律求出D點(diǎn)的速度；從B到D，由機(jī)械能守恒定律列式，可求出物體P在B點(diǎn)的速度．再由牛頓運(yùn)動(dòng)定律求物塊通過(guò)圓弧軌道上B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力，根據(jù)動(dòng)量定理，即可求得彈簧彈力的沖量。

物塊P恰好通過(guò)D點(diǎn)，由重力提供向心力，由牛頓第二定律可得：

解得： =2 m/s

對(duì)物塊P從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)過(guò)程中，

動(dòng)能定理：

在B點(diǎn)由牛頓第二定律可得：

根據(jù)第三定律得壓力F=FN，即F=6mg=6N 方向向下

物塊離開(kāi)彈簧到B點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理：

代入數(shù)據(jù)解得：v0=6m/s

根據(jù)動(dòng)量定理，彈簧彈力的沖量I=mv0-0=0.6kg·m/s

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】提出“力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因”的觀(guān)點(diǎn)并通過(guò)理想斜面實(shí)驗(yàn)來(lái)闡述的科學(xué)家是

A.亞里士多德B.伽利略

C.笛卡爾D.牛頓

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪，質(zhì)量分別為M、m(M＞m)的滑塊，通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪連接，輕繩與斜面平行，兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)，若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中( )

A．兩滑塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

B．m的機(jī)械能可能減小

C．重力對(duì)M做的功大于M動(dòng)能的增加

D．兩滑塊組成的系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)器材，測(cè)量滑塊和長(zhǎng)木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)。如圖所示，帶滑輪的長(zhǎng)木板水平放置，力傳感器固定在墻上，輕繩分別跨過(guò)固定在滑塊上和固定在長(zhǎng)木板末端的滑輪，一端與力傳感器連接，另一端豎直懸掛一砂桶，砂桶距地面足夠遠(yuǎn)。調(diào)節(jié)兩滑輪的位置使輕繩與長(zhǎng)木板平行，不計(jì)輕繩與各滑輪之間的摩擦。

(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，______(填“必須”或“不必”)要保證砂和砂桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量；______(填“有”或“沒(méi)有”)必要將長(zhǎng)木板右端墊高以平衡摩擦力；______(填“需要”或“不需要”)用天平測(cè)砂和砂桶的總質(zhì)量。

(2)下圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫(huà)出，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50 Hz，由此可求出小車(chē)的加速度a＝________ m/s2(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，記錄力傳感器的示數(shù)3.2 N，用天平測(cè)出滑塊質(zhì)量1 kg，根據(jù)(2)中求出的加速度a的結(jié)果�？梢缘贸龌瑝K和長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝______。(重力加速度為g)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)在同一直線(xiàn)上勻速運(yùn)動(dòng)，設(shè)向右為正，甲質(zhì)點(diǎn)的速度為2m/s，乙質(zhì)點(diǎn)的速度為﹣4m/s，則可知（　�。�

A. 甲質(zhì)點(diǎn)的速度大于乙質(zhì)點(diǎn)的速度

B. 甲質(zhì)點(diǎn)的加速度大于乙質(zhì)點(diǎn)的加速度

C. 這里正、負(fù)號(hào)表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向

D. 若甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)同時(shí)出發(fā)，則10s后甲乙兩質(zhì)點(diǎn)一定相距60m

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖，直MN表示某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線(xiàn)，a、b是線(xiàn)上的兩點(diǎn)，將一帶負(fù)電荷的粒子從a點(diǎn)處由靜止釋放，粒子從a運(yùn)動(dòng)到b過(guò)程中的vt圖線(xiàn)如圖(b)所示。設(shè)a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為φa、φb，電場(chǎng)強(qiáng)度大小分別為Ea、Eb，粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)能分別為Wa、Wb，不計(jì)重力，則有(　　)

A. φa＞φb B. Ea＞Eb C. Ea＜Eb D. Wa＜Wb

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】“科學(xué)總是從正確走向錯(cuò)誤�！边@句話(huà)適用于描述下列哪項(xiàng)物理事實(shí)？（　　）

A.哥白尼的日心說(shuō)B.機(jī)械能守恒定律

C.經(jīng)典力學(xué)的局限性D.利用萬(wàn)有引力發(fā)現(xiàn)未知天體

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于功的下列說(shuō)法中，正確的是（　�。�

A.力對(duì)物體所做的功一定等于力的大小與物體位移大小的乘積

B.人類(lèi)對(duì)于能量及其轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)與功的概念緊密相連

C.一個(gè)力做功有正功、負(fù)功之分，所以功是個(gè)矢量

D.各分力所做功的代數(shù)和不等于合力對(duì)物體所做的功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置。他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線(xiàn)繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放。

(1)該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=___mm.

(2)下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是___.(請(qǐng)?zhí)顚?xiě)選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)

A.應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些

B.應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平

C.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

D.應(yīng)使細(xì)線(xiàn)與氣墊導(dǎo)軌平行

(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間t，若要得到滑塊的加速度，還需要測(cè)量的物理量是___；

(4)為研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，改變鉤碼質(zhì)量，測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，通過(guò)描點(diǎn)作出線(xiàn)性圖象，處理數(shù)據(jù)時(shí)，縱軸為F，橫軸應(yīng)為___

A、t B、t2 C、1/t D、1/t2

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