15．如圖甲，光滑豎直固定的桿上套有下端接觸地面的輕彈簧和一個(gè)小物體．將小物體從一定高度處由靜止釋放，通過傳感器測量出小物體的速度及對(duì)應(yīng)離地高度h，作出其動(dòng)能Ek與高度h的圖象如圖乙．其中，高度在0.6m～0.8m范圍內(nèi)圖象為直線，其余部分為曲線．以地面為零勢能面，g取10m/s2．求
（1）彈簧的勁度系數(shù)．
（2）把小物體和輕彈簧作為一個(gè)系統(tǒng)，以水平地面為重力勢能零勢能面，系統(tǒng)具有的最小勢能．

分析 （1）由0.8m出下落至0.6m處的過程中為自由下落，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒或動(dòng)能定理，結(jié)合圖中數(shù)據(jù)即可求解物體質(zhì)量，在h3=0.5m時(shí)，物體的速度最大，根據(jù)受力平衡即可求得；
（2）由圖中讀出：小物體動(dòng)能最大EK=2.5J時(shí)，系統(tǒng)勢能最小，由機(jī)械能守恒定律即可求解

解答 解：（1）物體從，0.8m到0.6m過程做自由落體運(yùn)動(dòng)，根據(jù)機(jī)械能守恒有：
mg（h1-h2）=Ek-0
代入數(shù)據(jù)解得：m=1kg
當(dāng)h3=0.5m時(shí)，物體的速度最大，重力與彈力平衡有：
F=mg
F=k（h3-h2）
解得k=100N/m
（2）物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則有：
mgh1=EP+Ek
物體的最大動(dòng)能為2.5J，所以系統(tǒng)的最小勢能為：
EP=1×10×0.8-2.5=5.5J
答：（1）彈簧的勁度系數(shù)為100N/m．
（2）把小物體和輕彈簧作為一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)具有的最小勢能為5.5J．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了機(jī)械能守恒定律則應(yīng)用，要能結(jié)合圖象分析，知道輕彈簧彈性勢能最大時(shí)，小物體位于最低處，物體動(dòng)能最大時(shí)，系統(tǒng)勢能最小，難度適中．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．如圖所示，繃緊的水平傳送帶足夠長，始終以v1=2m/s的恒定速率運(yùn)行．初速度大小為v2=3m/s的小墨塊從與傳送帶等高的光滑水平面上的A處滑上傳進(jìn)帶．若從小墨塊滑上傳送帶開始計(jì)時(shí)，小墨塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)5s后與傳送帶的速度相同，求：
（1）小墨塊向左運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)距離，
（2）小墨塊在傳送帶上留下的痕跡長度．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．下列事實(shí)中，由原子核內(nèi)部變化引起的是（　�。�
A．氫原子吸收某一頻率的光子后，能向外輻射出可見光
B．用弧光燈照射鋅板，有光電子逸出
C．${\;}_{15}^{30}$P放出一個(gè)正電子后成為${\;}_{14}^{30}$Si
D．用x射線管產(chǎn)生x射線

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．某同學(xué)在研究性學(xué)習(xí)中充分利用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器針對(duì)自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了如下三個(gè)問題的深入研究：
（1）當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣仁嵌嗌伲?br />（2）如何測定物體下落過程中某一位置的速度？
（3）下落過程中機(jī)械能是否守恒？
此同學(xué)依據(jù)這些問題設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：
如圖甲所示，將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（頻率為f）固定在鐵架臺(tái)上，先打開電源而后釋放重物，重物帶動(dòng)紙帶從靜止開始下落，打出幾條紙帶并在其中選出一條比較理想的紙帶，如圖乙所示．在紙帶上取出若干計(jì)數(shù)點(diǎn)，其中每兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有四個(gè)點(diǎn)未畫出．
（1）所需器材有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（帶導(dǎo)線）、紙帶、復(fù)寫紙、帶鐵夾的鐵架臺(tái)和帶夾子的重物，此外還需B（填字母代號(hào)）中的器材．
A．交流電源、天平及毫米刻度尺     B．交流電源、毫米刻度尺
C．交流電源、毫米刻度尺及砝碼     D．交流電源、天平及砝碼
（2）計(jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭=$\frac{{x}_{5}-{x}_{2}}{3}{f}^{2}$．（用f、x2、x5表示）
（3）為了提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確程度，該同學(xué)用圖象法剔除偶然誤差較大的數(shù)據(jù)，為使圖線的斜率等于重力加速度，除做vt圖象外，還可作$\frac{{v}^{2}}{2}$-h圖象，其縱軸表示的是速度平方的二分之一，橫軸表示的是重物下落的高度．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．在水平長直的軌道上有一長度為l的平板車，將一質(zhì)量為m=1kg的小滑塊在下列情形下輕放在平板車上表面的中點(diǎn)．

（1）若平板車的質(zhì)量為M=3kg，長直軌道光滑，讓平板車以v0=4m/s的初速度運(yùn)動(dòng)，小滑塊不會(huì)從平板車上掉下來，則小滑塊相對(duì)于平板車靜止時(shí)的速度為多少？
（2）若平板車在外力控制下始終保持速度v0=4m/s做勻速直線運(yùn)動(dòng)，小滑塊最終相對(duì)小車靜止，滑塊和車因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？
（3）已知滑塊與車面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，車長L=2m，平板車在外力控制下保持速度v0=4m/s速度不變，取g=10m/s2，當(dāng)滑塊放到車面中點(diǎn)的同時(shí)對(duì)該滑塊施加一個(gè)與車運(yùn)動(dòng)方向相同的恒力F=6N，要保證滑塊不能從車的左端掉下，恒力F作用時(shí)間應(yīng)該在什么范圍？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

20．關(guān)于布朗運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（　�。�
A．我們所觀察到的布朗運(yùn)動(dòng)，就是液體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
B．布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中的固體分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)
C．布朗運(yùn)動(dòng)的激烈程度與溫度無關(guān)
D．懸浮在液體中的顆粒越小，它的布朗運(yùn)動(dòng)就越顯著

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．如圖所示，相隔一定距離的兩個(gè)相同的圓柱體A、B固定在等高的水平線上，一輕繩套在兩圓柱體上，輕繩下端懸掛一重物．繩和圓柱體之間無摩擦，當(dāng)重物一定時(shí)，繩越短，則繩對(duì)圓柱體A的作用力（　�。�
A．越小，且其與豎直向上方向的夾角越大
B．越小，且其與豎直向上方向的夾角越小
C．越大，且其與豎直向上方向的夾角越大
D．越大，且其與豎直向上方向的夾角越小

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．如圖所示，質(zhì)量分別為mA、mB的A、B兩物塊用輕線連接放在傾角為θ的斜面上，用始終平行于斜面向上的拉力F拉A，使它們沿斜面勻加速上升，A、B與斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，為了增加輕線上的張力，可行的辦法是（　�。�
A．減小A物塊的質(zhì)量B．減小B物塊的質(zhì)量C．增大傾角θD．增大動(dòng)摩擦因數(shù)μ

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

5．下列說法正確的是（　�。�
A．α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子內(nèi)部具有核式結(jié)構(gòu)
B．在${\;}_{1}^{2}$H+${\;}_{1}^{3}$H→${\;}_{2}^{4}$He+x中，x表示質(zhì)子
C．重核的裂變和輕核的聚變都是質(zhì)量虧損的放出核能的過程
D．一個(gè)氫原子從n=1能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)，必須吸收光子

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