下圖中有一個豎直固定在地面的透氣圓筒，筒中有一勁度為k的輕彈簧，其下端固定，上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊。圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料——ER流體，它對滑塊的阻力可調(diào)。起初，滑塊靜止，ER流體對其阻力為0，彈簧的長度為L�，F(xiàn)有一質(zhì)量也為m的物體從距地面2L處自由落下，與滑塊碰撞后粘在一起向下運(yùn)動。為保證滑塊做勻減速運(yùn)動，且下移距離為時(shí)速度減為0，ER流體對滑塊的阻力須隨滑塊下移而變。試求（忽略空氣阻力）：

（1）下落物體與滑塊碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；

（2）滑塊向下運(yùn)動過程中加速度的大�。�

（3）滑塊下移距離d時(shí)ER流體對滑塊阻力的大小

解：（1）設(shè)物體下落末速度為v0，由機(jī)械能守恒定律

得v0=

設(shè)碰后共同速度為v1,由動量守恒定律

2mv1=mv0

得v1=

碰撞過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為

ΔE=(2)設(shè)加速度大小為a,有2as=

得a=

(3)設(shè)彈簧彈力為FN，ER流體對滑塊的阻力為FER

受力分析如圖所示

FN+FER-2mg=2ma

FN=kx

x=d+mg/k

得FER=mg+-kd。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年重慶市重慶一中年高一下學(xué)期期中考試物理試卷（帶解析） 題型：實(shí)驗(yàn)題

在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中（實(shí)驗(yàn)裝置如圖），有下列A至F六個步驟：
A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺上
B．接通電源，再松開紙帶，讓重錘自由下落
C．取下紙帶，更換紙帶（或?qū)⒓垘Х瓊�面），重新做實(shí)驗(yàn)
D．將重錘固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手提紙帶
E．選擇一條紙帶，用刻度尺測出重錘下落的高度h1、h2、h3、…… hn ，計(jì)算出對應(yīng)的即時(shí)速度vn
F．分別算出，比較在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)是否相等．

（1）以上實(shí)驗(yàn)步驟按合理的操作步驟排列應(yīng)該是                                    
某個實(shí)驗(yàn)小組的甲乙兩位同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖示．其中O是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個點(diǎn)．用毫米刻度尺測得O到A、B、C各點(diǎn)的距離分別為hA ="9.51" cm、hB=12.42cm、hC=15.70cm，現(xiàn)利用OB段所對應(yīng)的運(yùn)動來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為f=50Hz，設(shè)重錘質(zhì)量為0.1kg.

（2）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以求得重錘在OB段所對應(yīng)的運(yùn)動過程中減小的重力勢能為__________J（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字，下同），而動能的增加量為________J．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)二者并不完全相等，請指出一個可能的原因__________________________________­­­­­­­．
（3）處理數(shù)據(jù)過程中，甲乙兩位同學(xué)分別發(fā)現(xiàn)了一種計(jì)算B點(diǎn)對應(yīng)時(shí)刻物體速度vB的新思路：
甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)，圖中的B是除起始點(diǎn)外打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第n個點(diǎn)．因此可以用從O點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間nT（T是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期）計(jì)算，即vB =gnT，再依此計(jì)算動能的增量．
乙同學(xué)認(rèn)為，可以利用從O點(diǎn)到B點(diǎn)的距離hB計(jì)算，即vB =，再依此計(jì)算動能的增量．
你認(rèn)為，他們新思路中(　　)
A．只有甲同學(xué)的思路符合實(shí)驗(yàn)要求    B．只有乙同學(xué)的思路符合實(shí)驗(yàn)要求
C．兩位同學(xué)的思路都符合實(shí)驗(yàn)要求    D．兩位同學(xué)的思路都不符合實(shí)驗(yàn)要求
（4）在上圖紙帶基礎(chǔ)上，某同學(xué)又選取了多個計(jì)數(shù)點(diǎn)，并測出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個點(diǎn)O的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以為縱軸畫出的圖線應(yīng)是如下圖中的          ．圖線的斜率表示           ．

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科目：高中物理 來源：2015屆重慶市高一下學(xué)期半期考試試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中（實(shí)驗(yàn)裝置如圖），有下列A至F六個步驟：

A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺上

B．接通電源，再松開紙帶，讓重錘自由下落

C．取下紙帶，更換紙帶（或?qū)⒓垘Х瓊�面），重新做實(shí)驗(yàn)

D．將重錘固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手提紙帶

E．選擇一條紙帶，用刻度尺測出重錘下落的高度h1、h2、h3、…… hn ，計(jì)算出對應(yīng)的即時(shí)速度vn

F．分別算出，比較在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)是否相等．

（1）以上實(shí)驗(yàn)步驟按合理的操作步驟排列應(yīng)該是                                    

某個實(shí)驗(yàn)小組的甲乙兩位同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖示．其中O是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個點(diǎn)．用毫米刻度尺測得O到A、B、C各點(diǎn)的距離分別為hA =9.51cm、hB=12.42cm、hC=15.70cm，現(xiàn)利用OB段所對應(yīng)的運(yùn)動來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為f=50Hz，設(shè)重錘質(zhì)量為0.1kg.

（2）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以求得重錘在OB段所對應(yīng)的運(yùn)動過程中減小的重力勢能為__________J（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字，下同），而動能的增加量為________J．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)二者并不完全相等，請指出一個可能的原因__________________________________­­­­­­­．

（3）處理數(shù)據(jù)過程中，甲乙兩位同學(xué)分別發(fā)現(xiàn)了一種計(jì)算B點(diǎn)對應(yīng)時(shí)刻物體速度vB的新思路：

甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)，圖中的B是除起始點(diǎn)外打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第n個點(diǎn)．因此可以用從O點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間nT（T是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期）計(jì)算，即vB =gnT，再依此計(jì)算動能的增量．

乙同學(xué)認(rèn)為，可以利用從O點(diǎn)到B點(diǎn)的距離hB計(jì)算，即，再依此計(jì)算動能的增量．

你認(rèn)為，他們新思路中(　　)

A．只有甲同學(xué)的思路符合實(shí)驗(yàn)要求    B．只有乙同學(xué)的思路符合實(shí)驗(yàn)要求

C．兩位同學(xué)的思路都符合實(shí)驗(yàn)要求    D．兩位同學(xué)的思路都不符合實(shí)驗(yàn)要求

（4）在上圖紙帶基礎(chǔ)上，某同學(xué)又選取了多個計(jì)數(shù)點(diǎn)，并測出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個點(diǎn)O的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以為縱軸畫出的圖線應(yīng)是如下圖中的           ．圖線的斜率表示            ．

 

 

 

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科目：高中物理 來源：2015屆重慶市年高一下學(xué)期期中考試物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中（實(shí)驗(yàn)裝置如圖），有下列A至F六個步驟：

A．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器豎直固定在鐵架臺上

B．接通電源，再松開紙帶，讓重錘自由下落

C．取下紙帶，更換紙帶（或?qū)⒓垘Х瓊�面），重新做實(shí)驗(yàn)

D．將重錘固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，用手提紙帶

E．選擇一條紙帶，用刻度尺測出重錘下落的高度h1、h2、h3、…… hn ，計(jì)算出對應(yīng)的即時(shí)速度vn

F．分別算出，比較在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)是否相等．

（1）以上實(shí)驗(yàn)步驟按合理的操作步驟排列應(yīng)該是                                    

某個實(shí)驗(yàn)小組的甲乙兩位同學(xué)按照正確的操作選得紙帶如圖示．其中O是起始點(diǎn)，A、B、C是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下的3個點(diǎn)．用毫米刻度尺測得O到A、B、C各點(diǎn)的距離分別為hA ="9.51" cm、hB=12.42cm、hC=15.70cm，現(xiàn)利用OB段所對應(yīng)的運(yùn)動來驗(yàn)證機(jī)械能守恒，已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為f=50Hz，設(shè)重錘質(zhì)量為0.1kg.

（2）根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以求得重錘在OB段所對應(yīng)的運(yùn)動過程中減小的重力勢能為__________J（計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字，下同），而動能的增加量為________J．實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)二者并不完全相等，請指出一個可能的原因__________________________________­­­­­­­．

（3）處理數(shù)據(jù)過程中，甲乙兩位同學(xué)分別發(fā)現(xiàn)了一種計(jì)算B點(diǎn)對應(yīng)時(shí)刻物體速度vB的新思路：

甲同學(xué)發(fā)現(xiàn)，圖中的B是除起始點(diǎn)外打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第n個點(diǎn)．因此可以用從O點(diǎn)到B點(diǎn)的時(shí)間nT（T是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期）計(jì)算，即vB =gnT，再依此計(jì)算動能的增量．

乙同學(xué)認(rèn)為，可以利用從O點(diǎn)到B點(diǎn)的距離hB計(jì)算，即vB =，再依此計(jì)算動能的增量．

你認(rèn)為，他們新思路中(　　)

A．只有甲同學(xué)的思路符合實(shí)驗(yàn)要求    B．只有乙同學(xué)的思路符合實(shí)驗(yàn)要求

C．兩位同學(xué)的思路都符合實(shí)驗(yàn)要求    D．兩位同學(xué)的思路都不符合實(shí)驗(yàn)要求

（4）在上圖紙帶基礎(chǔ)上，某同學(xué)又選取了多個計(jì)數(shù)點(diǎn)，并測出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)到第一個點(diǎn)O的距離h，算出了各計(jì)數(shù)點(diǎn)對應(yīng)的速度v，以h為橫軸，以為縱軸畫出的圖線應(yīng)是如下圖中的          ．圖線的斜率表示           ．

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如下圖所示，有一個豎直固定在地面的透氣圓筒，筒中有一輕彈簧，其下端固定，上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊，當(dāng)滑塊運(yùn)動時(shí)，圓筒內(nèi)壁對滑塊有阻力的作用，阻力的大小恒為f=mg（g為重力加速度）。在初始位置滑塊靜止，圓筒內(nèi)壁對滑塊的阻力為零，彈簧的長度為l�，F(xiàn)有一質(zhì)量也為m的物體從距地面2l處自由落下，與滑塊發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短。碰撞后物體與滑塊粘在一起向下運(yùn)動，運(yùn)動到最低點(diǎn)后又被彈回向上運(yùn)動，滑動到初始位置時(shí)速度恰好為零，不計(jì)空氣阻力。求

（1）物體與滑塊碰撞后共同運(yùn)動初速度的大小；

（2）碰撞后，在滑塊向下運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中彈簧彈性勢能的變化量。

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同步練習(xí)冊答案