【題目】如圖所示，ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的光滑軌道，AB段為水平軌道，BC段為圓心角θ=37°、半徑為6l的圓弧軌道，CD段平直傾斜軌道，各段軌道均平滑連接。AB段的右側(cè)有一緩沖裝置，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連，輕桿可在固定的槽內(nèi)移動，輕桿與槽間的滑動摩擦力Ff=4mg，輕桿向右移動不超過l時(shí)，裝置可安全工作。若將一質(zhì)量為m的滑塊從C點(diǎn)由靜止釋放，滑塊撞擊彈簧后將導(dǎo)致輕桿向右移動。輕桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。

（1）若滑塊從C點(diǎn)由靜止釋放，經(jīng)過圓弧軌道B點(diǎn)時(shí)，求滑塊對軌道的壓力；

（2）為使緩沖裝置能安全工作，求允許滑塊釋放點(diǎn)離C點(diǎn)的最大距離；

（3）在緩沖裝置安全工作時(shí)，試討論該物塊第一次被彈回后上升距B點(diǎn)的最大高度h'與釋放時(shí)距B點(diǎn)的高度h之間的關(guān)系。

【答案】(1) ；(2)； (3)當(dāng)，；當(dāng)，

【解析】

(1)從C到B的過程中，機(jī)械能守恒

根據(jù)牛頓二定律

解得

根據(jù)牛頓第三定律，滑塊對軌道的壓力

(2) 小球從C點(diǎn)由靜止釋放，推動輕桿后，最終小球剩余的動能變成彈性勢能

整理得

設(shè)滑塊釋放點(diǎn)離C點(diǎn)的最大距離為x，根據(jù)能量守恒定律

整理得

(3) 如果輕桿沒被推動，則小球滑到彈簧處的動能最大值為，根據(jù)機(jī)械能守恒

整理得，小球下降的最大高度

當(dāng)釋放點(diǎn)的高度

輕桿不動，彈回上升的最大高度

而當(dāng)釋放點(diǎn)的高度

輕桿被推動，彈回上升的最大高度

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】甲、乙兩車某時(shí)刻由同一地點(diǎn),沿同一方向開始做直線運(yùn)動,以該時(shí)刻作為計(jì)時(shí)起點(diǎn),得到兩車的位移—時(shí)間圖象,即x—t圖象,如圖所示,甲圖線過O點(diǎn)的切線與AB平行,過C點(diǎn)的切線與OA平行,則下列說法正確的是

A.在兩車相遇前,t2時(shí)刻兩車相距最遠(yuǎn)

B.t3時(shí)刻甲車在乙車的前方

C.0~t2時(shí)間內(nèi)甲車的瞬時(shí)速度始終大于乙車的瞬時(shí)速度

D.甲車的初速度等于乙車在t3時(shí)刻的速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)中科學(xué)家們創(chuàng)造出了許多物理學(xué)方法，如理想實(shí)驗(yàn)法、控制變量法、極限思想法、類比法和科學(xué)假說法、建立物理模型法等等．以下關(guān)于所用物理學(xué)研究方法的敘述正確的是

A. 在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來代替物體的方法叫假設(shè)法

B. 根據(jù)速度定義式，當(dāng)非常非常小時(shí)，就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，該定義應(yīng)用了極限思想方法

C. 在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間的關(guān)系時(shí)，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了控制變量法

D. 在推導(dǎo)勻變速運(yùn)動位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線運(yùn)動，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法不正確的是（____）

A.重物應(yīng)選用質(zhì)量較大的物體 B.兩個(gè)限位孔應(yīng)在同一豎直線上

C.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接低壓交流電源 D.應(yīng)先釋放紙帶，后接通電源

(2)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟：

A.按照如圖所示的裝置安裝器件

B.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出端上

C.用天平測量出重物的質(zhì)量

D.釋放紙帶，同時(shí)接通電源開關(guān)打出一條紙帶

E.測量打出的紙帶上某些點(diǎn)之間的距離

F.根據(jù)測量的結(jié)果計(jì)算重物下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能

指出其中沒有必要進(jìn)行或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E，將其對應(yīng)的字母填在橫線上，并說明原因______。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】簡諧運(yùn)動的振動圖線可用下述方法畫出：如圖（1）所示，在彈簧振子的小球上安裝一枝繪圖筆P，讓一條紙帶在與小球振動垂直的方向上勻速運(yùn)動，筆P在紙帶上畫出的就是小球的振動圖象。取振子水平向右的方向?yàn)檎褡与x開平衡位置的位移正方向，紙帶運(yùn)動的距離代表時(shí)間，得到的振動圖線如圖（2）所示。下列說法正確的是（　�。�

A.只有在紙帶勻速條件下，才可以用紙帶通過的距離表示時(shí)間

B.t＝0時(shí)，振子在平衡位置右側(cè)最大位移處

C.振子的振動方程為

D.若紙帶運(yùn)動的速度為4cm/s，則小球振動一個(gè)周期時(shí)，紙帶運(yùn)動了40cm

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)可以采用如圖所示的甲或乙方案來進(jìn)行．

（1）比較這兩種方案，___________（選填A. “甲”或B. “乙”）方案好些。

（2）如圖是該實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，測得每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示，已知每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔T＝0.1 s，物體運(yùn)動的加速度a＝ __________ m/s2；該紙帶是_________（選填A.“甲”或B.“乙”）實(shí)驗(yàn)方案得到的。

（3）如圖是采用甲方案得到的一條紙帶，在計(jì)算圖中N點(diǎn)速度時(shí)，幾位同學(xué)分別用下列不同的方法進(jìn)行，其中正確的是_____

A．vN＝gnT B．vN＝ C．vN＝ D．vN＝g(n－1)T

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)箱子中放有一個(gè)物體，已知靜止時(shí)物體對下底面的壓力等于物體的重力，且物體與箱子上表面剛好接觸．現(xiàn)將箱子以初速度v0豎直向上拋出，已知箱子所受空氣阻力與箱子運(yùn)動的速率成正比，且箱子運(yùn)動過程中始終保持圖示姿態(tài)．則下列說法正確的是（ ）

A.上升過程中，物體對箱子的下底面有壓力，且壓力越來越小

B.上升過程中，物體對箱子的上底面有壓力，且壓力越來越大

C.下降過程中，物體對箱子的下底面有壓力，且壓力越來越大

D.下降過程中，物體對箱子的上底面有壓力，且壓力越來越小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)在的智能手機(jī)都有連拍功能，某同學(xué)設(shè)置手機(jī)連拍的時(shí)間間隔為，然后把手機(jī)用支架固定，對一輛沿直線向右減速行駛的玩具小車進(jìn)行連拍，拍得小車連續(xù)幾個(gè)位置的間距如下圖所示。

(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)判定小車減速過程中_____(填“是”或“不是”）做勻減速直線運(yùn)動，汽車經(jīng)過圖中位置的速度大小為______；

(2)從左邊第一個(gè)位置開始計(jì)時(shí)，第1秒內(nèi)小車的平均速度____，小車減速過程中的加速度大小為________。(以上計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】疊放在水平地面上的四個(gè)完全相同的排球如圖所示，質(zhì)量均為m，相互接觸，球與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ，則（ ）

A. 上方球與下方3個(gè)球間均沒有彈力

B. 下方三個(gè)球與水平地面間均沒有摩擦力

C. 水平地面對下方三個(gè)球的支持力均為4mg/3

D. 水平地面對下方三個(gè)球的摩擦力均為4μmg/3

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