如圖所示,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.現(xiàn)突然給滑塊一個向下的大小為v1=
1
2
2gL
的初速度,使滑塊向下運動.為保證滑塊做勻減速運動,且下移距離為
2mg
k
時速度減為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)滑塊向下運動過程中加速度的大;
(2)滑塊下移距離d時ER流體對滑塊阻力的大。
分析:(1)根據(jù)勻變速直線運動的速度位移公式求出滑塊下滑的加速度大。
(2)根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合胡克定律求出滑塊下移距離d時ER流體對滑塊阻力的大。
解答:解:(1)設加速度大小為a,有:2as=
v
2
1

得:a=
kL
4m

(2)設彈簧彈力為FN,ER流體對滑塊的阻力為FER
受力分析如圖所示
FN+FER-mg=ma
FN=kx
x=d+
mg
k

FER=k(
L
4
-d).
答:(1)滑塊向下運動過程中加速度的大小為
kL
4m

(2)滑塊下移距離d時ER流體對滑塊阻力的大小為k(
L
4
-d).
點評:本題綜合考查了牛頓第二定律和運動學公式,知道加速度是聯(lián)系力學和運動學的橋梁.
練習冊系列答案
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如圖所示,真空中有一個固定的點電荷,電荷量為+Q.圖中的虛線表示該點電荷形成的電場中的四個等勢面.有兩個一價離子M、N(不計重力,也不計它們之間的電場力)先后從a點以相同的速率v0射入該電場,運動軌跡分別為曲線apb和aqc,其中p、q分別是它們離固定點電荷最近的位置.①M一定是正離子,N一定是負離子.②M在p點的速率一定大于N在q點的速率.③M在b點的速率一定大于N在c點的速率.④M從p→b過程電勢能的增量一定小于N從a→q電勢能的增量.以上說法中正確的是( 。

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如圖所示,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.現(xiàn)突然給滑塊一個向下的大小為數(shù)學公式的初速度,使滑塊向下運動.為保證滑塊做勻減速運動,且下移距離為數(shù)學公式時速度減為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)滑塊向下運動過程中加速度的大;
(2)滑塊下移距離d時ER流體對滑塊阻力的大。

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如圖所示,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.現(xiàn)突然給滑塊一個向下的大小為的初速度,使滑塊向下運動.為保證滑塊做勻減速運動,且下移距離為時速度減為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)滑塊向下運動過程中加速度的大;
(2)滑塊下移距離d時ER流體對滑塊阻力的大。

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