(1)如圖1，在光滑水平長直軌道上，放著一個靜止的彈簧振子，它由一輕彈簧兩端各聯(lián)結(jié)一個小球構(gòu)成，兩小球質(zhì)量相等�，F(xiàn)突然給左端小球一個向右的速度u0，求彈簧第一次恢復(fù)到自然長度時，每個小球的速度。

(2)如圖2，將N個這樣的振子放在該軌道上。最左邊的振子1被壓縮至彈簧為某一長度后鎖定，靜止在適當(dāng)位置上，這時它的彈性勢能為E0。其余各振子間都有一定的距離�，F(xiàn)解除對振子1的鎖定，任其自由運動，當(dāng)它第一次恢復(fù)到自然長度時，剛好與振子2碰撞，此后，繼續(xù)發(fā)生一系列碰撞，每個振子被碰后剛好都是在彈簧第一次恢復(fù)到自然長度時與下一個振子相碰。求所有可能的碰撞都發(fā)生后，每個振子彈性勢能的最大值。已知本題中兩球發(fā)生碰撞時，速度交換，即一球碰后的速度等于另一球碰前的速度。

答案：
解析：

(1)設(shè)每個小球質(zhì)量為m，以u1、u2分別表示彈簧恢復(fù)到自然長度時左右兩端小球的速度，由動量守恒和能量守恒定律有mu1＋mu2＝mu0， mu12＋ mu22＝ mu02，解得u！＝u0，u2＝0，或者u1＝0，u2＝u0。由于振子從初始狀態(tài)到彈簧恢復(fù)到自然長度過程中，右端小球一直加速，因此實際解為u1＝0，u2＝u0。

(2)以v1、v1/分別表示振子1解除鎖定后彈簧恢復(fù)到自然長度時，左右兩小球的速度，規(guī)定向右為速度的正方向，由動量守恒和能量守恒定律，mv1＋mv1/＝0， mv12＋ mv1/2＝E0，

解得或。由于該過程中左右小球分別向左右加速，故應(yīng)取第2組解。振子1與振子2碰撞后，由于交換速度，振子1右端小球速度變?yōu)?，左端小球速度仍為v1，此后兩小球都向左運動，當(dāng)它們速度相同時，彈簧彈性勢能最大，設(shè)此速度為v10，則2 mv10＝mv1，用E1表示最大彈性勢能，則 mv102＋ mv102＋E1＝ mv12 ，解得E1＝ E0。同理可推出，每個振子彈性勢能最大的最大值都是E0


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2011?海南）現(xiàn)要通過實驗驗證機(jī)械能守恒定律．實驗裝置如圖1所示：水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌；導(dǎo)軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的砝碼相連；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B點有一光電門，可以測試遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間t，用d表示A點到導(dǎo)軌低端C點的距離，h表示A與C的高度差，b表示遮光片的寬度，s表示A，B 兩點的距離，將遮光片通過光電門的平均速度看作滑塊通過B點時的瞬時速度．用g表示重力加速度．完成下列填空和作圖；
（1）若將滑塊自A點由靜止釋放，則在滑塊從A運動至B的過程中，滑塊、遮光片與砝碼組成的系統(tǒng)重力勢能的減小量可表示為
Mg
h
d
s-mgs
Mg
h
d
s-mgs
．動能的增加量可表示為
1
2
(m+M)
b2
t2
1
2
(m+M)
b2
t2
．若在運動過程中機(jī)械能守恒，
1
t2
與s的關(guān)系式為
1
t2
=
2(hM-dm)g
(M+m)db2
s
=
2(hM-dm)g
(M+m)db2
s

（2）多次改變光電門的位置，每次均令滑塊自同一點（A點）下滑，測量相應(yīng)的s與t值，結(jié)果如下表所示：
1 2 3 4 5
s（m） 0.600 0.800 1.000 1.200 1.400
t（ms） 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
1
t2
（×104s-2）		 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以s為橫坐標(biāo)，
1
t2
為縱坐標(biāo)，在答題卡上對應(yīng)圖2位置的坐標(biāo)紙中描出第1和第5個數(shù)據(jù)點；根據(jù)5個數(shù)據(jù)點作直線，求得該直線的斜率k=
2.40
2.40
×104m-1．?s-2（保留3位有效數(shù)字）．

由測得的h、d、b、M和m數(shù)值可以計算出
1
t2
-s直線的斜率ko，將k和ko進(jìn)行比較，若其差值在試驗允許的范圍內(nèi)，則可認(rèn)為此試驗驗證了機(jī)械能守恒定律．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）有同學(xué)利用如圖1的裝置來驗證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結(jié)點O，每個鉤碼的質(zhì)量相等，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡時，根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力TOA、TOB和TOC，回答下列問題：
a改變鉤碼個數(shù)，實驗?zāi)芡瓿傻氖?!--BA-->
 

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A．鉤碼的個數(shù)N1=N2=2，N3=4
B．鉤碼的個數(shù)N1=N3=3，N2=4
C．鉤碼的個數(shù)N1=N2=N3=4
D．鉤碼的個數(shù)N1=3，N2=4，N3=5
b在拆下鉤碼和繩子前，應(yīng)該做好三個方面的記錄：
 
；
 
；
 

（2）如圖2所示裝置，在探究影響平行板電容器電容的因素實驗中，①充好電的平行板電容器的極板A與一靜電計相接，極板B接地．若極板B稍向上移動一點，由觀察到的靜電計指針變化分析平行板電容器電容變小結(jié)論的依據(jù)是
 

A．兩極板間的電壓不變，極板上的電量變大
B．兩極板間的電壓不變，極板上的電量變小
C．極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變大
D．極板上的電量幾乎不變，兩極板間的電壓變小
②如圖3所示為電容式傳感器構(gòu)件的示意圖，工作時動片（電極板A）沿平行于定片（電極板B）的方向發(fā)生一小段位移s，電容C便發(fā)生變化，通過測量電容C的變化情況就可以知道位移s．如果忽略極板的邊緣效應(yīng)，那么在圖中，能正確反映電容C和位移s間函數(shù)關(guān)系的是
 
．（選填選項前面的字母）
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（3）某同學(xué)在探究影響單擺振動周期的因素時，針對自己考慮到的幾個可能影響周期的物理量設(shè)計了實驗方案，并認(rèn)真進(jìn)行了實驗操作，取得了實驗數(shù)據(jù)．他經(jīng)過分析后，在實驗誤差范圍內(nèi)，找到了在擺角較小的情況下影響單擺周期的一個物理量，并通過作圖象找到了單擺周期與這個物理量的明確的數(shù)量關(guān)系．該同學(xué)的實驗數(shù)據(jù)記錄如下：
擺長L/m
周期T/s
最大擺角θ/°
擺球種類及質(zhì)量m/g 		 0.7000 0.7500 0.8000 0.8500 0.9000
鋼球A
8.0		 3.0 1.69 1.73 1.80 1.86 1.89
9.0 1.68 1.74 1.79 1.85 1.90
鋼球B
16.0		 3.0 1.68 1.74 1.79 1.85 1.90
9.0 1.69 1.73 1.80 1.85 1.89
銅球
20.0		 3.0 1.68 1.74 1.80 1.85 1.90
9.0 1.68 1.74 1.79 1.85 1.90
鋁球
6.0		 3.0 1.68 1.74 1.80 1.85 1.90
9.0 1.69 1.74 1.80 1.86 1.91
①分析上面實驗表格中的數(shù)據(jù)，你認(rèn)為在擺角較小的情況下影響單擺周期的這個物理量是：
 
．
②利用表中給出的數(shù)據(jù)，試在圖4中坐標(biāo)紙上畫出T2與L的關(guān)系圖線，該圖線斜率k的表達(dá)式k=
 
，k的數(shù)值為k=
 
．利用圖線斜率k表示重力加速度的表達(dá)式為g=
 
（用字母表示）．

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科目：高中物理 來源：2004全國各省市高考模擬試題匯編·物理 題型：038

(1)如圖1，在光滑水平長直軌道上，放著一個靜止的彈簧振子，它由一輕彈簧兩端各聯(lián)結(jié)一個小球構(gòu)成，兩小球質(zhì)量相等，現(xiàn)突然給左端小球一個向右的速度u0，求彈簧第一次恢復(fù)到自然長度時，每個小球的速度．

(2)如圖2，將N個這樣的振子放在該軌道上，最左邊的振子1被壓縮至彈簧為某一長度后鎖定，靜止在適當(dāng)位置上，這時它的彈性勢能為E0，其余各振子間都有一定的距離．現(xiàn)解除對振子1的鎖定，任其自由運動，當(dāng)它第一次恢復(fù)到自然長度時，剛好與振子2碰撞，此后，繼續(xù)發(fā)生一系列碰撞，每個振子被碰后剛好都是在彈簧第一次恢復(fù)到自然長度時與下一個振子相碰．求所有可能的碰撞都發(fā)生后，每個振子彈性勢能的最大值．已知本題中兩球發(fā)生碰撞時，速度交換，即一球碰后的速度等于另一球碰前的速度．

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