【題目】如圖所示,水平軌道BC的左端與固定的光滑豎直四分之一圓弧軌道相切與B點,右端與一傾角為θ=30°的光滑斜面軌道在C點平滑連接,物體經(jīng)過C點時速率不變.斜面頂端固定一輕質(zhì)彈簧,一質(zhì)量為m=2kg的滑塊從圓弧軌道的頂端A點由靜止釋放,經(jīng)水平軌道后滑上斜面并壓縮彈簧,第一次可將彈簧壓縮至D點.已知光滑圓軌道的半徑R=5.0m,水平軌道BCL=3.0m,滑塊與水平軌道之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,光滑斜面軌道上CDs=3.0m,取g=10m/s2,求:

(1)滑塊第一次經(jīng)過B點時對軌道的壓力大小;

(2)整個過程中彈簧具有的最大彈性勢能;

(3)物體最后停止的位置距B點多遠(yuǎn)處。

【答案】(1)60N,方向豎直向下(2)40J;(3)B2m

【解析】

(1)對AB運動過程應(yīng)用機械能守恒求得在B點的速度,然后由牛頓第二定律求得支持力,即可由牛頓第三定律求得壓力;

(2)對AD的運動過程應(yīng)用動能定理求解;

(3)對整個運動過程應(yīng)用動能定理求得在BC上滑動的總路程,然后根據(jù)幾何關(guān)系及運動過程求得最終位置。

(1)滑塊從A點到B點的運動過程只有重力做功,機械能守恒,故有:mgRmvB2;
對滑塊在B點應(yīng)用牛頓第二定律可得:FNmg=2mg,
那么由牛頓第三定律可得:滑塊第一次經(jīng)過B點時對軌道的壓力為:FN′=FN=3mg=60N,方向豎直向下;
(2)滑塊在BC上滑動,摩擦力做負(fù)功,故滑塊從A點到D點時,彈簧彈力最大,由動能定理可得:彈簧具有的最大彈性勢能為:Ep=mg(R-ssin30°)-μmgL=40J;
(3)對滑塊進(jìn)行受力分析可知:滑塊最終停止在水平軌道BC上;設(shè)滑塊在BC上通過的總路程為S,從開始到最終停下來的全過程,由動能定理可得:mgR-μmgS=0
解得:S=10m=3L+1m;故最后停在離B點為L-1m=2m處;

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】在用如圖所示的裝置探究動能與重力勢能的轉(zhuǎn)化和守恒的實驗中:

(1)必須用到的器材是__________。(只需填AB,下同)

A.刻度尺 B.秒表

(2)下列兩項操作中正確的一項是___________。

A.先松開紙帶再接通電源

B.接通電源前,重物應(yīng)靠近打點計時器并靜止

(3)實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)重物重力勢能的減小量總是略大于動能的增加量,其原因是______________

A.存在阻力 B.重物太重

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】將一右端帶有固定擋板的薄木板放在水平面上,一輕質(zhì)彈簧右端栓接在擋板上,左端栓一可視為質(zhì)點的滑塊,當(dāng)彈簧處于原長時滑塊位于長木板的O點,將滑塊拉至圖中的A點,彈簧始終在彈性限度內(nèi),整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)將長薄木板的左端固定,右端緩慢抬起,直到滑塊剛好沿長木板滑動,滑塊所受的摩擦力和支持力的大小分別用表示,則上述過程中下列說法正確的是

A. 先減小后增大, 一直減小

B. 先增大后減小, 一直減小

C. 一直增大, 一直增大

D. 保持不變, 一直增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】物體沿直線運動打的v–t關(guān)系如圖所示,已知在第1秒內(nèi)合外力對物體做的功為W,則

A. 從第1秒末到第3秒末合外力做功為4W

B. 從第3秒末到第7秒末合外力做功為2W

C. 從第5秒末到第7秒末合外力做功為W

D. 從第3秒末到第4秒末合外力做功為–0.75W

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的磁場中,有PQ兩點。下列說法正確的是

A. P點的磁感應(yīng)強度小于Q點的磁感應(yīng)強度

B. PQ兩點的磁感應(yīng)強度大小與該點是否有通電導(dǎo)線無關(guān)

C. 同一小段通電直導(dǎo)線在P、Q兩點受到的安培力方向相同,都是PQ

D. 同一小段通電直導(dǎo)線在P點受到的安培力一定大于在Q點受到的安培力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量分別為m和2m的兩個小球PQ,中間用輕質(zhì)桿固定連接,桿長為3L,在離PL處有一個光滑固定軸O,如圖所示,現(xiàn)在把桿置于水平位置后自由釋放,在Q球順時針擺動到最低位置時,求:

(1)小球P的速度大小

(2)在此過程中小球P機械能的變化量

(3)要使Q球能做完整的圓周運動,給Q球的初速度至少為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在電子儀器中.常用兩個阻值不同的電位器(可變電阻)調(diào)節(jié)電路中的電流,一個做粗調(diào)(電流改變量大)一個做細(xì)調(diào)(電流改變量。┈F(xiàn)連成如圖所示兩種方式已知R1>R2,則( 。

A. 串聯(lián)時,R1做粗調(diào) B. 串聯(lián)時,R1做細(xì)調(diào)

C. 并聯(lián)時,R1做粗調(diào) D. 并聯(lián)時,R1做細(xì)調(diào)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,有一固定的且內(nèi)壁光滑的半球面,球心為O,最低點為C,有兩個可視為質(zhì)點且質(zhì)量相同的小球AB,在球面內(nèi)壁兩個高度不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運動,A球的軌跡平面高于B球的軌跡平面,A、B兩球與O點的連線與豎直線OC間的夾角分別為α53°β37°,則(sin 37°0.6)(  )

A. A、B兩球所受支持力的大小之比為43

B. A、B兩球運動的周期之比為2

C. A、B兩球的角速度之比為2

D. AB兩球的線速度之比為83

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)用氣墊導(dǎo)軌完成探究加速度與力的關(guān)系實驗中

(1)打出紙帶,選取紙帶的一部分如下圖所示,紙帶上按時間順序每隔5個點取一計數(shù)點,每兩個計數(shù)點之間時間間隔是______s。

(2)相鄰計數(shù)點間的距離S1=1.17cm, S2=1.82cm, S3=2.47cm, S4=3.12cm, S5=3.77cm, S6=4.42cm。則可計算出小車的加速度a=__________m/s2。打點計時器記錄D點時,小車的瞬時速度是______m/s。(小數(shù)點后保留兩位有效數(shù)字)

(3)改變砂和砂桶的重力,多次重復(fù)測量。在某次實驗中根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可畫出aF關(guān)系圖線(如圖所示)。

①此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是:_______.

A.小車與軌道之間存在摩擦

B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C.砂和砂桶的總質(zhì)量太大

D.所用小車的質(zhì)量太大

②分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是____________________________________________

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