(2009?西城區(qū)一模)如圖,光滑圓弧軌道與水平軌道平滑相連.在水平軌道上有一輕質(zhì)彈簧,右端固定在墻M上,左端連接一個質(zhì)量為2m的滑塊C.開始C靜止在P點,彈簧正好為原長.在水平軌道上方O處,用長為L的細(xì)線懸掛一質(zhì)量為m的小球B,B球恰好與水平軌道相切于D點,并可繞O點在豎直平面內(nèi)運(yùn)動.將質(zhì)量為m的滑塊A從距水平軌道3L高處由靜止釋放,之后與靜止在D點的小球B發(fā)生碰撞,碰撞前后速度發(fā)生交換.經(jīng)一段時間A與C相碰,碰撞時間極短,碰后粘在一起壓縮彈簧,彈簧最大壓縮量為
13
L
.P點左方的軌道光滑、右方粗糙,滑塊A、C與PM段的動摩擦因數(shù)均為μ,A、B、C均可視為質(zhì)點,重力加速度為g.求:
(1)滑塊A與球B碰撞前瞬間的速度大小v0;
(2)小球B運(yùn)動到最高點時細(xì)線的拉力大小T;
(3)彈簧的最大彈性勢能EP
分析:(1)對A,根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解
(2)根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小球在最高點速度大小,根據(jù)牛頓第二定律求出最高點時細(xì)線的拉力大小
(3)小球從最高點下落后與A相碰后交換速度,根據(jù)動量守恒定律列出等式,A、C一起壓縮彈簧,根據(jù)能量守恒定律求解.
解答:解:(1)對A,根據(jù)機(jī)械能守恒定律
mg?3L=
1
2
mv02

求出        v0=
6gL

(2)A與B碰后交換速度,小球在D點的速度vD=v0
設(shè)小球經(jīng)過最高點的速度為vB,根據(jù)機(jī)械能守恒定律
1
2
mv02=
1
2
mvB2+mg?2L

小球在最高點,根據(jù)牛頓第二定律mg+T=
mvB2
L

求出          T=mg                
(3)小球從最高點下落后與A相碰后交換速度,A球以v0的速度與C相碰.
設(shè)A與C碰后瞬間的共同速度為v,根據(jù)動量守恒定律
mv0=(m+2m)v       
A、C一起壓縮彈簧,根據(jù)能量守恒定律
1
2
?3mv2=μ?3mg?
1
3
L+EP

求出        EP=mgL(1-μ)
答:(1)滑塊A與球B碰撞前瞬間的速度大小是
6gL
;
(2)小球B運(yùn)動到最高點時細(xì)線的拉力大小是 mg;
(3)彈簧的最大彈性勢能是mgL(1-μ).
點評:本題主要考查了機(jī)械能守恒定律、向心力公式、動量守恒定律及能量守恒定律的直接應(yīng)用,難度適中.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?西城區(qū)一模)下列敘述中符合歷史史實的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?西城區(qū)一模)如圖為三個高度相同、傾角不同的光滑斜面.讓質(zhì)量相同的三個物體分別沿三個斜面由靜止從頂端運(yùn)動到底端.在此過程中,三個物體的( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?西城區(qū)一模)在一杯清水中滴一滴墨汁,制成懸濁液在顯微鏡下進(jìn)行觀察.若追蹤一個小炭粒的運(yùn)動,每隔30s把觀察到的炭粒的位置記錄下來,然后用直線把這些位置依次連接起來,就得到如圖所示的折線.則以下判斷正確的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

(2009?西城區(qū)一模)已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為ν0.則下列判斷正確的是( 。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案