16.如圖所示,在光滑水平面上放置兩滑塊A、B,滑塊B左端連有輕質(zhì)彈簧,現(xiàn)使滑塊A以4m/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng),并與靜止的滑塊B發(fā)生碰撞,已知滑塊A、B的質(zhì)量分別為1kg、3kg,求二者在發(fā)生碰撞的過(guò)程中:
(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能;
(2)滑塊B的最大速度.

分析 (1)A與B相互作用過(guò)程中,外力的合力為零,系統(tǒng)動(dòng)量守恒,同時(shí)由于只有彈簧彈力做功,系統(tǒng)的機(jī)械能也守恒;A剛與彈簧接觸時(shí),彈簧彈力逐漸變大,A做加速度變大的加速運(yùn)動(dòng),B做加速度變大的加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)A與B速度相等時(shí),彈簧最短,彈性勢(shì)能最大,根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律列式即可.
(2)當(dāng)A、B分離時(shí),B的速度最大,此時(shí)相當(dāng)進(jìn)行了一次彈性碰撞.由動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律即可求解.

解答 解:(1)當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能,此時(shí)滑塊A和B的速度相同.選取向右為正方向,根據(jù)動(dòng)量守恒定律:
mAv0=(mA+mB)v.
解得:v=$\frac{{m}_{A}{v}_{0}}{{m}_{A}+{m}_{B}}$=$\frac{1×4}{1+3}$=1m/s
根據(jù)機(jī)械能守恒定律,知彈簧的最大彈性勢(shì)能等于滑塊A、B損失的動(dòng)能,為:
Ep=$\frac{1}{2}$mAv02-$\frac{1}{2}$(mA+mB)v2
解得:EP=6J
(2)當(dāng)A、B分離時(shí),滑塊B的速度最大,由動(dòng)量守恒和能量守恒定律得:
mAv0=mAvA+mBvB
$\frac{1}{2}$mAv02=$\frac{1}{2}$mAvA2+$\frac{1}{2}$mBvB2
由以上兩式得:vB=2m/s
答:(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能是6J;
(2)滑塊B的最大速度是2m/s.

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵對(duì)兩物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行分析,得出A和B的速度相同時(shí),彈簧最短,然后根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律列式研究.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.關(guān)于物理學(xué)的研究方法,以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是( 。
A.開(kāi)普勒通過(guò)大量的數(shù)據(jù)和觀測(cè)記錄,從而發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的三大定律
B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律并用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出引力常量的數(shù)值,從而使萬(wàn)有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值
C.在用實(shí)驗(yàn)探究加速度、力和質(zhì)量三者之間關(guān)系時(shí),應(yīng)用了控制變量法
D.如圖是三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置,這三個(gè)實(shí)驗(yàn)都體現(xiàn)了微量放大的思想

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

7.某同學(xué)利用如圖1所示的裝置測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣龋畬?shí)驗(yàn)步驟如下:
A.按裝置圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置;
B.用游標(biāo)卡尺測(cè)量小球的直徑d;
C.用米尺測(cè)量懸線的長(zhǎng)度l;
D.讓小球在豎直平面內(nèi)小角度擺動(dòng).當(dāng)小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),并計(jì)數(shù)為0,此后小球每經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)一次,依次計(jì)數(shù)1、2、3、….當(dāng)數(shù)到20時(shí),停止計(jì)時(shí),測(cè)得時(shí)間為t;
E.多次改變懸線長(zhǎng)度,對(duì)應(yīng)每個(gè)懸線長(zhǎng)度,都重復(fù)實(shí)驗(yàn)步驟C、D;
F.計(jì)算出每個(gè)懸線長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的t2
G.以t2為縱坐標(biāo)、l為橫坐標(biāo),作出t2-l圖線.
結(jié)合上述實(shí)驗(yàn),完成下列題目:
(1)用游標(biāo)為10分度(測(cè)量值可準(zhǔn)確到0.1mm)的卡尺測(cè)量小球的直徑.某次測(cè)量的示數(shù)如圖2所示,讀出小球直徑d的值為1.52cm.

(2)該同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),利用計(jì)算機(jī)作出圖線如圖3所示.根據(jù)圖線擬合得到方程t2=404.0l+3.5.由此可以得出當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.76 m/s2.(取π2=9.86,結(jié)果保留3位有效數(shù)字)
(3)從理論上分析圖線沒(méi)有過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因,下列分析正確的是D
A.不應(yīng)在小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),應(yīng)該在小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)
B.開(kāi)始計(jì)時(shí)后,不應(yīng)記錄小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的次數(shù),而應(yīng)記錄小球做全振動(dòng)的次數(shù)
C.不應(yīng)作t2-l圖線,而應(yīng)作t2-(l-$\frac{1}{2}$d)圖線
D.不應(yīng)作t2-l圖線,而應(yīng)作t2-(l+$\frac{1}{2}$d)圖線.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

4.一個(gè)物體以一定的初速度,沖上一個(gè)固定光滑的斜面,經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),速度恰好減小到零,則在$\frac{t}{2}$時(shí)刻,該物體的動(dòng)能EK和重力勢(shì)能EP(取斜面底端時(shí)為零勢(shì)面)之比EK:EP為(  )
A.1:4B.1:3C.1:2D.1:1

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

11.已知a金屬的逸出功大于b金屬的逸出功,用某單色光照射a金屬表面,發(fā)生了光電效應(yīng),現(xiàn)用該單色光照射b金屬表面,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.不一定能發(fā)生光電效應(yīng)
B.光電子的最大初動(dòng)能增加
C.單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)目一定增加
D.延長(zhǎng)光照時(shí)間或增加光照強(qiáng)度才能發(fā)生光電效應(yīng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

1.用兩面平行的玻璃磚測(cè)定玻璃折射率的實(shí)驗(yàn)中,其實(shí)驗(yàn)光路如圖所示,對(duì)實(shí)驗(yàn)中的一些具體問(wèn)題,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.為了減少作圖誤差,C和D的距離應(yīng)適當(dāng)取大一些
B.為了減少測(cè)量誤差,A、B連線與法線NN′的夾角應(yīng)適當(dāng)大一些
C.若A、B的距離較大時(shí),通過(guò)玻璃磚會(huì)看不到A、B的像
D.若A、B連線與法線NN′間夾角過(guò)大時(shí),有可能在bb′一側(cè)看不清A、B的像

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.水平桌面上平放著一副撲克牌,總共54張,每一張牌與桌面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)也都相等.用手指以豎直向下的力按壓第一張牌,并以一定的速度水平向右移動(dòng)手指,將第一張牌從牌摞中水平移出(牌與手指之間無(wú)滑動(dòng)).設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,則( 。
A.如果手指力量足夠大,第2張牌可能向右滑動(dòng)
B.如果手指力量足夠大,第54張牌也有可能向右滑動(dòng)
C.第54張牌對(duì)地面的摩擦力方向與手指的運(yùn)動(dòng)方向相同
D.第54張牌對(duì)第53張牌的摩擦力方向與手指的運(yùn)動(dòng)方向相同

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.如圖所示,桌面高為H,質(zhì)量為m的小球從離開(kāi)桌面高h(yuǎn)處由靜止自由下落,不計(jì)空氣阻力,以桌面為零重力勢(shì)能面,則小球落在地瞬間的機(jī)械能為(  )
A.mghB.mgHC.mg(H-h)D.mg(H+h)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

6.如圖所示,是由兩完全相同的半圓形軌道相切并連接構(gòu)成一體,兩個(gè)圓心在同一水平面上,A、B分別為左右半圓形軌道的最高點(diǎn)和最低點(diǎn).質(zhì)量為1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以2m/s的速度通過(guò)A點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)物塊的支持力為6N;物塊滑過(guò)A點(diǎn)緊貼軌道滑向B點(diǎn),經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度大小為3m/s.重力加速度g取10m/s2.求:
(1)物塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)受軌道的支持力大。
(2)物塊由A點(diǎn)緊貼軌道滑到B點(diǎn)的過(guò)程中克服阻力做的功.

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同步練習(xí)冊(cè)答案