【題目】如圖所示，光滑半圓弧軌道的半徑為R，OA為水平半徑、BC為豎直直徑，光滑半圓弧軌道與粗糙水平滑道CM相切于C點(diǎn)，在水平滑道上有一輕彈簧，其一端固定在豎直墻上，另一端恰好位于滑道的末端C點(diǎn)(此時(shí)彈簧處于自然狀態(tài))。在彈簧右端放置一質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，現(xiàn)向左緩慢推動(dòng)物塊壓縮彈簧，使彈簧的彈性勢(shì)能為，撤去外力釋放物塊，物塊被彈簧彈出去后恰能到達(dá)A點(diǎn)。已知物塊與水平滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g，求：

(1)物塊離開(kāi)彈簧剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力大小FN；

(2)撤去外力時(shí)彈簧的壓縮量d

【答案】（1）3mg（2）

【解析】

（1）根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的速度，根據(jù)牛頓第二定律求出C點(diǎn)的支持力大小，根據(jù)牛頓第三定律可得物塊對(duì)軌道的壓力；（2）據(jù)能量守恒定律求出彈簧的壓縮量d．

（1）由題知，物塊被彈簧彈出去后恰能到達(dá)A點(diǎn)，則從C到A，由機(jī)械能守恒得：

在C點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得：

聯(lián)立解得：

根據(jù)牛頓第三定律可知物塊離開(kāi)彈簧剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為3mg

（2）彈簧從壓縮到最短開(kāi)始，至物塊被彈離彈簧的過(guò)程中

根據(jù)能量守恒得：

解得：

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】如圖所示，兩平行金屬板分別加上如下列選項(xiàng)中的電壓，能使原來(lái)靜止在金屬板中央的電子(不計(jì)重力)有可能做往返運(yùn)動(dòng)的U－t圖象應(yīng)是(設(shè)兩板距離足夠大)(　　)

A. A B. B C. C D. D

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)帶正電的小球穿在一根絕緣的粗糙直桿AC上，桿與水平方向成θ角，整個(gè)空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于桿方向斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．小球沿桿向下運(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為100J，在C點(diǎn)時(shí)動(dòng)能減為零，D為AC的中點(diǎn)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，則（ ）

A. 小球在D點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為50 J

B. 到達(dá)C點(diǎn)后小球可能沿桿向上運(yùn)動(dòng)

C. 小球電勢(shì)能的增加量一定等于重力勢(shì)能的減少量

D. 小球在AD段克服摩擦力做的功與小球在DC段克服摩擦力做的功不相等

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，右端連一細(xì)線，細(xì)線繞過(guò)光滑的定滑輪與物體B相連，開(kāi)始時(shí)物體B在細(xì)線的拉力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)�，F(xiàn)用豎直向下的力拉B，使B緩慢向下移動(dòng)一段距離后由靜止釋放B，B開(kāi)始豎直向上運(yùn)動(dòng)直至B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，整個(gè)過(guò)程彈簧一直在彈性限度內(nèi)處于伸長(zhǎng)狀態(tài)。關(guān)于物體B從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是

A. B的速度逐漸增大

B. A的動(dòng)能先增大后減小

C. B的機(jī)械能逐漸變大

D. A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】學(xué)校物理興趣小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成“探究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。他們所用的器材有小車(chē)、一端帶有滑輪的導(dǎo)軌、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和幾個(gè)已知質(zhì)量的鉤碼，另有學(xué)生電源和力傳感器(圖中未畫(huà)出)。

(1)圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，圖中打相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1s，由圖中數(shù)據(jù)可得小車(chē)的加速度大小a=____m／s2(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(2)實(shí)驗(yàn)小組A、B分別以各自測(cè)得的加速度a為縱軸，小車(chē)所受的合力F為橫軸，作出圖象如圖丙中圖線1、2所示，則圖線1、2中對(duì)應(yīng)小車(chē)(含車(chē)內(nèi)的鉤碼)的質(zhì)量較大的是圖線________(選填“1”或“2”)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在 “探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，

(1)如圖為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，相鄰記數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.1s，相鄰兩點(diǎn)的間距如圖所示：則打下C點(diǎn)時(shí)小車(chē)的速度大小為_______m/s, 小車(chē)的加速度大小為________m/s2（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

(2)不改變小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量，只改變小桶中砂的質(zhì)量。當(dāng)砂的質(zhì)量分別為m1、m2時(shí)，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的v—t圖象如圖所示，則m1與m2相比：（_______）

A、m1=m2； B、m1>m2；　　C、m1<m2； D、無(wú)法確定。

(3)在研究加速度a與小車(chē)的質(zhì)量M的關(guān)系時(shí)，由于沒(méi)有注意始終滿足Mm的條件，結(jié)果得到的圖象應(yīng)是下圖中的（____）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】宇宙中，兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬(wàn)有引力作用互相繞轉(zhuǎn)，稱(chēng)之為雙星系統(tǒng)，設(shè)某雙星系統(tǒng)繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示．若AO<OB，則（ ）

A. 星球A的向心力一定大于B的向心力

B. 星球A的線速度一定大于B的線速度

C. 星球A的質(zhì)量可能等于B的質(zhì)量

D. 雙星的總質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動(dòng)周期越大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】（11分）圖1為驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。圖中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電源，打點(diǎn)的時(shí)間間隔用Δt表示。在小車(chē)質(zhì)量未知的情況下，某同學(xué)設(shè)計(jì)了一種方法用來(lái)研究“在外力一定的條件下，物體的加速度與其質(zhì)量間的關(guān)系”。

（1）完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空：

①平衡小車(chē)所受的阻力：小吊盤(pán)中不放物塊，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車(chē)，直到打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系列________的點(diǎn)。

②按住小車(chē)，在小吊盤(pán)中放入適當(dāng)質(zhì)量的物塊，在小車(chē)中放入砝碼。

③打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，釋放小車(chē)，獲得帶有點(diǎn)跡的紙帶，在紙帶上標(biāo)出小車(chē)中砝碼的質(zhì)量m。

④按住小車(chē)，改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)步驟③。

⑤在每條紙帶上清晰的部分，每5個(gè)間隔標(biāo)注一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)。測(cè)量相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距s1，s2，…。求出與不同m相對(duì)應(yīng)的加速度a。

⑥以砝碼的質(zhì)量m為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙上做出--m關(guān)系圖線。若加速度與小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量成反比，則與m處應(yīng)成_________關(guān)系（填“線性”或“非線性”）。

（2）完成下列填空：

（ⅰ）本實(shí)驗(yàn)中，為了保證在改變小車(chē)中砝碼的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)所受的拉力近似不變，小吊盤(pán)和盤(pán)中物塊的質(zhì)量之和應(yīng)滿足的條件是_______________________。

（ⅱ）設(shè)紙帶上三個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距為s1、s2、s3。a可用s1、s3和Δt表示為a=__________。圖2為用米尺測(cè)量某一紙帶上的s1、s3的情況，由圖可讀出s1=__________mm，s3=__________mm。由此求得加速度的大小a=__________m/s2。

（ⅲ）圖3為所得實(shí)驗(yàn)圖線的示意圖。設(shè)圖中直線的斜率為k，在縱軸上的截距為b，若牛頓定律成立，則小車(chē)受到的拉力為_(kāi)__________，小車(chē)的質(zhì)量為_(kāi)__________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，邊長(zhǎng)為L的菱形由兩個(gè)等邊三角形abd和bcd構(gòu)成，在三角形abd內(nèi)存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，在三角形bcd內(nèi)存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．一個(gè)邊長(zhǎng)為L的等邊三角形導(dǎo)線框efg在紙面內(nèi)向右勻速穿過(guò)磁場(chǎng)，頂點(diǎn)e始終在直線ab上，底邊gf始終與直線dc重合．規(guī)定逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)殡娏鞯恼较�，在�?dǎo)線框通過(guò)磁場(chǎng)的過(guò)程中，感應(yīng)電流隨位移變化的圖象是（　�。�

A. B.

C. D.

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同步練習(xí)冊(cè)答案