【題目】如圖甲所示,一條輕質(zhì)彈簧左端固定在豎直墻面上,右端放一個可視為質(zhì)點的小物塊,小物塊的質(zhì)量為m=1.0kg,當彈簧處于原長時,小物塊靜止于O點.現(xiàn)對小物塊施加一個外力F,使它緩慢移動,將彈簧壓縮至A點,壓縮量為x=0.1m,在這一過程中,所用外力F與壓縮量的關(guān)系如圖乙所示.然后撤去F釋放小物塊,讓小物塊沿桌面運動,已知O點至桌邊B點的距離為L=2x,水平桌面的高為h=5.0m,計算時,可用滑動摩擦力近似等于最大靜摩擦力.(g取10m/s2) 求:

(1)在壓縮彈簧過程中,彈簧存貯的最大彈性勢能.
(2)小物塊落地點與桌邊B的水平距離.

【答案】
(1)

解:取向左為正方向,從F﹣x圖中可以看出,小物塊與桌面間的滑動摩擦力大小為Ff=1.0 N,方向為負方向

在壓縮過程中,摩擦力做功為Wf=﹣Ffx=﹣0.1 J

由圖線與x軸所夾面積可得外力做功為WF=(1.0+47.0)×0.1÷2 J=2.4 J

所以彈簧存貯的彈性勢能為Ep=WF+Wf=2.3 J


(2)

解:從A點開始到B點的過程中,由于L=2x,摩擦力做功為Wf′:

Wf′=Ff3x=0.3 J

對小物塊用動能定理有

解得vB=2 m/s

物塊從B點開始做平拋運動

下落時間t=1 s

水平距離s=vBt=2 m


【解析】(1)當物體剛被推動時靜摩擦力達到最大值,由圖讀出靜摩擦力的最大值,即為滑動摩擦力的大小.在壓縮彈簧的過程中外力隨壓縮量增大而增大,由圖線與x軸所圍面積求出外力做功,根據(jù)根據(jù)能量守恒求解彈簧存貯的最大彈性勢能.(2)物塊從A點開始到B點的過程中,彈簧、滑動摩擦力做功,根據(jù)動能定理求出物塊滑到B點時的速度,物塊從B點開始做平拋運動,由高度求出時間,再水平方向勻速直線運動求出物塊落地點與桌邊B的水平距離.
【考點精析】根據(jù)題目的已知條件,利用功能關(guān)系的相關(guān)知識可以得到問題的答案,需要掌握當只有重力(或彈簧彈力)做功時,物體的機械能守恒;重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W =E k2 -E k1 (動能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機械能的變化:W F =E 2 -E 1

練習冊系列答案
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【題目】在光滑的水平面上有一質(zhì)量為2kg的物體,受到幾個共點力作用做勻速直線運動.現(xiàn)將其中一個與速度反方向的2N的力水平旋轉(zhuǎn)90°,其他力不變,則下列說法中正確的是( )
A.物體做速度大小不變的曲線運動
B.物體做加速度大小為1m/s2的勻變速曲線運動
C.物體做速度越來越大的曲線運動
D.物體做非勻變速運動,其速度越來越大

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【題目】如圖甲所示,質(zhì)量m=4kg的物體在水平面上向右做直線運動。過a點時給物體作用一個水平向左的恒力F并開始計時,選水平向右為速度的正方向,通過速度傳感器測出物體的瞬時速度,所得v-t圖象如圖乙所示。(取重力加速度為10 m/s2)求:

(1)8s末物體離a點的距離
(2)力F的大小和物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ;

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【題目】如圖所示電路中,電源E的電動勢為3.2 V,電阻R的阻值為30Ω,小燈泡L的額定電壓為3V,額定功率為4.5W.當開關(guān)S接位置1時,電壓表的讀數(shù)為3V,那么當開關(guān)S接到位置2時,小燈泡L的發(fā)光情況是 (   )

A. 正常發(fā)光 B. 有可能被燒壞 C. 很暗,甚至不亮 D. 比正常發(fā)光略亮

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【題目】如圖所示的裝置為在摩擦力不計的水平桌面上放一為m=5Kg的盒子乙,乙內(nèi)放置一質(zhì)量為m=1Kg的滑塊丙,跨過光滑的定滑輪用一質(zhì)量不計的細繩拴接一質(zhì)量為m=2Kg的物塊甲與乙相連接,其中連接乙的細繩與水平桌面平行,F(xiàn)由靜止釋放物塊甲,在以后的過程中,盒子乙與滑塊丙之間沒有相對運動,假設整個運動過程中盒子始終沒離開水平桌面,重力加速g=10m/s2。則下列說法正確的(

A. 細繩對盒子的拉力大小為20N

B. 盒子的加速度大小為2.5m/s2

C. 定滑輪受到細繩的作用力為30N

D. 盒子對滑塊丙的摩擦力大小為2.5N

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【題目】物理關(guān)系式不僅反映了物理量之間的關(guān)系,也確定了單位間的關(guān)系.如關(guān)系式U=IR既反映了電壓、電流和電阻之間的關(guān)系,也確定了V(伏)與A(安)和Ω(歐)的乘積等效.現(xiàn)有物理量單位:m(米)、s(秒)、N(牛)、J(焦)、W(瓦)、C(庫)、F(法)、A(安)、Ω(歐)和T(特),由它們組合成的單位都與電壓單位V(伏)等效的是(
A.J/C和N/C
B.C/F和Tm2/s
C.W/A和CTm/s
D. 和TAm

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【題目】關(guān)于摩擦力,下列說法中正確的是(

A.只有靜止的物體才受到摩擦力

B.只有運動的物體才受到摩擦力

C.物體受到摩擦力時,一定受到彈力

D.滑動的物體受到的摩擦力可能是靜摩擦力

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【題目】如圖所示,在傾角為300足夠長的光滑絕緣斜面的底端A點固定一電荷量為Q的正點電荷,在離A距離為S0的C處由靜止釋放某正電荷的小物塊P可看做點電荷。已知小物塊P釋放瞬間的加速度大小恰好為重力加速度g。已知靜電力常量為k,重力加速度為g,空氣阻力忽略不計。

1求小物塊所帶電荷量q和質(zhì)量m之比;

2求小物塊速度最大時離A點的距離S;

3若規(guī)定無限遠電勢為零時,在點電荷Q的電場中,某點的電勢可表示成其中r為該點到Q的距離。求小物塊P能運動到離A點的最大距離Sm

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【題目】檢測一個標稱值為5Ω的滑動變阻器。可供便用的器材如下:

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1)用伏安法測定Rx的全電阻值,所選電流表為________(填“A1A2”),所選電壓表為____________(填“V1”或“V2)。

2)畫出測量電路的原理圖。

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