【題目】如圖所示,水平面O點(diǎn)的右側(cè)光滑,左側(cè)粗糙.O點(diǎn)到右側(cè)豎直墻壁的距離為L,一系統(tǒng)由可看作質(zhì)點(diǎn)A、B兩木塊和一短而硬(即勁度系數(shù)很大)的輕質(zhì)彈簧構(gòu)成.A、B兩木塊的質(zhì)量均為m,彈簧夾在AB之間,與二者接觸而不固連.讓A、B壓緊彈簧,并將它們鎖定,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為E0。若通過遙控解除鎖定時(shí),彈簧可瞬時(shí)恢復(fù)原長(zhǎng).該系統(tǒng)在O點(diǎn)從靜止開始在水平恒力F作用下開始向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到離墻S=L/4時(shí)撤去恒力F,撞擊墻壁后以原速率反彈,反彈后當(dāng)木塊A運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)前解除鎖定.求

(1)解除鎖定前瞬間,A、B的速度多少?

(2)解除鎖定后瞬間,A、B的速度分別為多少?

(3)解除鎖定后F、L、E0、m、滿足什么條件時(shí),B具有的動(dòng)能最小,這樣A能運(yùn)動(dòng)到距O點(diǎn)最遠(yuǎn)距離為多少?(A與粗糙水平面間的摩擦因數(shù)為μ

【答案】(1)AB的速度大小相等, (2),

(3)

【解析】試題分析:1)由于撞擊墻壁后以原速率反彈,則得解除鎖定前瞬間A、B的速度大小等于撤去恒力F時(shí)的速度大小,根據(jù)動(dòng)能定理求解.(2)解除鎖定的過程,A、B和彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒,可由兩大守恒求出解除鎖定后瞬間A,B的速度.(3)全部的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化給A,B具有的動(dòng)能最小,由(2)結(jié)果求出A的速度,再由動(dòng)能定理求解A能運(yùn)動(dòng)到距O點(diǎn)最遠(yuǎn)的距離.

(1)由于撞擊墻壁后以原速率反彈,所以解除鎖定前瞬間A、B的速度大小相等且等于撤去恒力F時(shí)的速度大小,根據(jù)動(dòng)能定理有: ,解得
(2)設(shè)解除鎖定后,A、B速度分別為;(

由于彈開瞬時(shí),系統(tǒng)動(dòng)量守恒:

由于解除鎖定過程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒,則有:
由上面三式聯(lián)立解得:

,

由于,所以應(yīng)該。 ,
(3)若解除鎖定后B物體的最小動(dòng)能應(yīng)為零,即全部的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化給A,即: ,解得:

將上式代入可得最大值:

根據(jù)動(dòng)能定理得: ,所以A距O點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離為:

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:

【題目】如圖,磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),垂直穿過平面直角坐標(biāo)系的第I象限。一質(zhì)量為m,帶電量為q的粒子以速度VO點(diǎn)沿著與y軸夾角為30°方向進(jìn)入磁場(chǎng),運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度方向平行于x軸,那么( )

A. 粒子帶正電

B. 粒子帶負(fù)電

C. 粒子由OA經(jīng)歷時(shí)間

D. 粒子的速度沒有變化

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖所示器材研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象感應(yīng)電流方向。

1)用筆畫線代替導(dǎo)線將實(shí)驗(yàn)電路補(bǔ)充完整。

______

2)閉合開關(guān),能使感應(yīng)電流與原電流繞行方向相同的實(shí)驗(yàn)操作是______。

A.插入軟鐵棒 B.拔出小線圈

C.使交阻器阻值變小 D.斷開開關(guān)

3)某同學(xué)閉合開關(guān)后,將滑動(dòng)變阻器的滑片向左滑動(dòng)時(shí),發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。則當(dāng)他將鐵芯向上拔出時(shí),能觀察到電流計(jì)指針_____(選填“向右”或“向左”)偏轉(zhuǎn)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示為兩個(gè)等量點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線,圖中A點(diǎn)和B點(diǎn)、C點(diǎn)和D點(diǎn)皆關(guān)于兩電荷連線的中點(diǎn)O對(duì)稱,若將一電荷放在此電場(chǎng)中,則以下說法正確的是(  )

A.電荷在O點(diǎn)受力最大

B.電荷沿直線由AB的過程中,電場(chǎng)力先增大后減小

C.電荷沿直線由AB的過程中,電勢(shì)能一定先增大后減小

D.電荷沿直線由CD的過程中,電場(chǎng)力先增大后減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,以O為圓心、半徑為R的虛線圓位于足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,圓所在平面與電場(chǎng)方向平行,MN為圓周上的兩點(diǎn).帶正電粒子只在電場(chǎng)力作用下運(yùn)動(dòng),在M點(diǎn)速度方向如圖所示,經(jīng)過M、N兩點(diǎn)時(shí)速度大小相等.已知M點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)電勢(shì),且電勢(shì)差為U,下列說法正確的是(  )

A. M,N兩點(diǎn)電勢(shì)相等

B. 粒子由M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),電勢(shì)能先增大后減小

C. 該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

D. 粒子在電場(chǎng)中可能從M點(diǎn)沿圓弧運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】亞丁灣索馬里海域六艘海盜快艇試圖靠近中國(guó)海軍護(hù)航編隊(duì)保護(hù)的商船,中國(guó)特戰(zhàn)隊(duì)員發(fā)射爆震彈成功將其驅(qū)離.假如其中一艘海盜快艇在海面上運(yùn)動(dòng)的vt圖象如圖所示.則下列說法正確的是(  )

A.海盜快艇在066s內(nèi)從靜止出發(fā)做加速度減小的加速直線運(yùn)動(dòng)

B.海盜快艇在66s末開始調(diào)頭逃離

C.海盜快艇在96s末開始調(diào)頭逃離

D.海盜快艇在96s116s內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,如下圖給出了從0點(diǎn)開始,每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)的紙帶,其中01、2、3、45、6都為計(jì)數(shù)點(diǎn),測(cè)得x11.40 cm,x21.90 cmx32.38 cm,x42.88 cmx53.39 cm,x63.87 cm.

(1)在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)12、3、4、5時(shí),小車的速度分別為v1________cm/s,v2____cm/sv3________cm/s,v4________cm/s,v5________cm/s.

(2)在平面直角坐標(biāo)系中作出速度-時(shí)間圖象_______

(3)分析小車運(yùn)動(dòng)速度隨時(shí)間變化的規(guī)律_______

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在光滑水平桌面上有一邊長(zhǎng)為L、電阻為R的正方形導(dǎo)線框;在導(dǎo)線框右側(cè)有一寬度為ddL)的條形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)方向垂直桌面向下。導(dǎo)線框獲得一向右的初速度進(jìn)入并穿過磁場(chǎng)區(qū)域。以線框右邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)刻為t0,則下列速度圖象中,可能正確描述線框穿越磁場(chǎng)過程的是( 。

A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖(a)為一列簡(jiǎn)諧橫波在t=0.10s時(shí)的波形圖,P是平衡位置在x=1.0m處的質(zhì)點(diǎn),Q是平衡位置在x=4.0m處的質(zhì)點(diǎn);圖(b)為質(zhì)點(diǎn)Q的振動(dòng)圖像。下列說法正確的是(  )

A.這列橫波遇到8.5m的障礙物會(huì)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象

B.這列橫波遇到頻率為5Hz的簡(jiǎn)諧橫波,兩列波將會(huì)發(fā)生干涉,出現(xiàn)穩(wěn)定的加強(qiáng)點(diǎn),加強(qiáng)點(diǎn)位移不會(huì)為零。

C.t=0.25s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P的加速度方向與y軸正方向相同

D.t=0.10st=0.25s,該波沿x軸負(fù)方向傳播了6m

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