【題目】如圖所示，光滑水平面上有A、B、C三個物塊，其質(zhì)量分別為mA=2.0kg，mB=1.0kg，mC=1.0kg．現(xiàn)用一輕彈簧將A、B兩物塊連接，并用力緩慢壓縮彈簧使A、B兩物塊靠近，此過程外力做功108J（彈簧仍處于彈性限度內(nèi)），然后同時釋放A、B，彈簧開始逐漸變長，當(dāng)彈簧剛好恢復(fù)原長時，C恰以4m/s的速度迎面與B發(fā)生碰撞并粘連在一起．求

（1）彈簧剛好恢復(fù)原長時（B與C碰撞前）A和B物塊速度的大小？

（2）當(dāng)彈簧第二次被壓縮時，彈簧具有的最大彈性勢能為多少？

【答案】（1）彈簧剛好恢復(fù)原長時（B與C碰撞前）A的速度為6m/s，B物塊速度大小12m/s．

（2）當(dāng)彈簧第二次被壓縮時，彈簧具有的最大彈性勢能為50J

【解析】

試題分析：（1）彈簧剛好恢復(fù)原長時，A和B物塊速度的大小分別為υA、υB．

由動量守恒定律有：0=mAυA﹣mBυB

此過程機(jī)械能守恒有：Ep=mAυA2+mBυB2

代入Ep=108J，解得：υA=6m/s，υB=12m/s，A的速度向右，B的速度向左．

（2）C與B碰撞時，C、B組成的系統(tǒng)動量守恒，設(shè)碰后B、C粘連時速度為υ′，則有：

mBυB﹣mCυC=（mB+mC）υ′，代入數(shù)據(jù)得υ′=4m/s，υ′的方向向左．

此后A和B、C組成的系統(tǒng)動量守恒，機(jī)械能守恒，當(dāng)彈簧第二次壓縮最短時，彈簧具有的彈性勢能最大，設(shè)為Ep′，且此時A與B、C三者有相同的速度，設(shè)為υ，則有：

動量守恒：mAυA﹣（mB+mC）υ′=（mA+mB+mC）υ，

代入數(shù)據(jù)得υ=1m/s，υ的方向向右．

機(jī)械能守恒：mAυA2+（mB+mC）υ′2=Ep′+（mA+mB+mC）υ2，

代入數(shù)據(jù)得E′p=50J．

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】如圖，水平面（紙面）內(nèi)間距為l的平行金屬導(dǎo)軌間接一電阻，質(zhì)量為m、長度為l的金屬桿置于導(dǎo)軌上。t=0時，金屬桿在水平向右、大小為F的恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動，t0時刻，金屬桿進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，且在磁場中恰好能保持勻速運(yùn)動。桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì)，兩者始終保持垂直且接觸良好，兩者之間的動摩擦因數(shù)為μ。重力加速度大小為g。求：

（1）金屬桿在磁場中運(yùn)動時產(chǎn)生的電動勢的大�。�

（2）電阻的阻值。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m的物體靜置在傾角為θ=300的光滑斜面底端�，F(xiàn)用沿斜面向上的恒力F拉物體，使其做勻加速直線運(yùn)動，經(jīng)時間t，力F做功為W，此后撤去恒力F，物體又經(jīng)時間t回到出發(fā)點(diǎn)，若以斜面底端為重力勢能零勢能面，則下列說法正確的是（ ）

A．恒力F大小為

B．從開始到回到出發(fā)點(diǎn)的整個過程中機(jī)械能增加了W

C．回到出發(fā)點(diǎn)時重力的瞬時功率為

D．物體動能與勢能相等的位置在撤去恒力位置的上方

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】1831年，法拉第在一次會議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機(jī)（圖甲）。 它是利用電磁感應(yīng)原理制成的，是人類歷史上第一臺發(fā)電機(jī)。圖乙是這個圓盤發(fā)電機(jī)的示意圖:銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣良好接觸。使銅盤轉(zhuǎn)動，電阻R中就有電流通過。若所加磁場為勻強(qiáng)磁場，回路的總電阻恒定，從左往右看，銅盤沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，CRD平面與銅盤平面垂直，下列說法正確的是

A．電阻R中沒有電流流過

B．銅片C的電勢高于銅片D的電勢

C．保持銅盤不動，磁場變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場，則銅盤中有電流產(chǎn)生

D．保持銅盤不動，磁場變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場，則CRD回路中有電流產(chǎn)生

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一足夠長阻值不計(jì)的光滑平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ之間的距離L＝0．5m，NQ兩端連接阻值R＝2．0Ω的電阻，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場垂直于導(dǎo)軌所在平面向上，導(dǎo)軌平面與水平面間的夾角θ＝300。一質(zhì)量m=0．40kg，阻值r=1．0Ω的金屬棒垂直于導(dǎo)軌放置并用絕緣細(xì)線通過光滑的定滑輪與質(zhì)量M=0．80kg的重物相連。細(xì)線與金屬導(dǎo)軌平行。金屬棒沿導(dǎo)軌向上滑行的速度v與時間t之間的關(guān)系如圖乙所示，已知金屬棒在0～0．3s內(nèi)通過的電量是0．3～0．6s內(nèi)通過電量的，=10m/s2，求：

（1）0～0．3s內(nèi)棒通過的位移;

（2）金屬棒在0～0．6s內(nèi)產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究物塊速度隨時間的變化。物塊放在桌面上，細(xì)繩的一端與物塊相連，另一端跨過滑輪掛上鉤碼。打點(diǎn)計(jì)時器固定在桌面左端，所用交流電源頻率為50 Hz。紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器連接在物塊上。啟動打點(diǎn)計(jì)時器，釋放物塊，物塊在鉤碼的作用下拖著紙帶運(yùn)動。打點(diǎn)計(jì)時器打出的紙帶如圖（b）所示（圖中相鄰兩點(diǎn)間有4個點(diǎn)未畫出）。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，該同學(xué)認(rèn)為物塊的運(yùn)動為勻加速運(yùn)動。回答下列問題：

（1）在打點(diǎn)計(jì)時器打出B點(diǎn)時，物塊的速度大小為_______m/s。在打出D點(diǎn)時，物塊的速度大小為_______m/s；（保留兩位有效數(shù)字）

（2）物塊的加速度大小為_______m/s2。（保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，與水平面夾角為θ＝30°的傾斜傳送帶始終繃緊，傳送帶下端A點(diǎn)與上端B點(diǎn)間的距離為L＝4 m，傳送帶以恒定的速率v＝2 m/s向上運(yùn)動�，F(xiàn)將一質(zhì)量為1 kg的物體無初速度地放于A處，已知物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ＝，取g＝10 m/s2，求：

（1）物體從A運(yùn)動到B共需多少時間？

（2）電動機(jī)因傳送該物體多消耗的電能。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面MN的左端M處有一彈射裝置P，右端N處與水平傳送帶恰平齊接觸，傳送帶水平部分長度L=16m，沿逆時針方向以恒定速度v=2m/s勻速轉(zhuǎn)動。ABCDE是由三部分光滑軌道平滑連接在一起組成的，AB為水平軌道，弧BCD是半徑為R的半圓弧軌道，弧DE是半徑為2R的圓弧軌道，弧BCD與弧DE相切在軌道最高點(diǎn)D，R=0．6m．平面部分A點(diǎn)與傳送帶平齊接觸。放在MN段的物塊m（可視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度v0=4m/s沖上傳送帶，物塊與傳送帶間的摩擦因數(shù)μ=0．2，物塊的質(zhì)量m=1kg。結(jié)果物塊從滑上傳送帶又返回到N端，經(jīng)水平面與左端M處的固定彈射器相碰撞（彈射器的彈簧原來被壓縮后被鎖定），因碰撞彈射器鎖定被打開，將物塊彈回后滑過傳送帶，沖上右側(cè)的圓弧軌道，物塊恰能始終貼著圓弧軌道內(nèi)側(cè)通過了最高點(diǎn)，最后從E點(diǎn)飛出．g取10m/s2。求：

（1）物塊m從第一次滑上傳送帶到返回到N端的時間。

（2）物塊m第二次在傳送帶上運(yùn)動時，傳送帶上的電動機(jī)為了維持其勻速轉(zhuǎn)動，對傳送帶所多提供的能量多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一輛執(zhí)勤的警車停在公路邊，當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊以v=12m/s的速度勻速行駛的貨車有違章行為時，君頂前去追趕，經(jīng)t0=2s，警車發(fā)動起來，以加速度a=2m/s2做勻加速運(yùn)動，若警車最大速度可達(dá)vm=16m/s，問：

（1）在警車追上貨車之前，兩車間的最大距離是多少？

（2）警車發(fā)動起來后至少多長時間才能追上貨車？

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