【題目】如圖，為某碰撞模擬實(shí)驗(yàn)簡圖。在水平地面上固定傾角為的足夠長的光滑斜面，中間帶孔的槽固定在斜面上。一輕直桿平行于斜面，一端與輕彈簧相連，另一端穿在槽中，直桿與槽間的最大靜摩擦力為f=2 mgsinθ。現(xiàn)將直桿用銷釘固定。一質(zhì)量為m的滑塊從距離彈簧上端L處由靜止釋放，其下滑過程中的最大速度vm=。已知彈簧的勁度系數(shù)k=，彈簧的彈性勢能與其形變量的平方成正比�；瑒幽Σ亮烧J(rèn)為等于最大靜摩擦力，且彈簧始終不會碰到槽。當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g。

(1)求滑塊下滑速度為vm時彈簧的彈性勢能Ep；

(2)若取下銷釘，使滑塊仍從原位置由靜止釋放，求直桿下滑的最大距離s；并分析說明滑塊此后是否能與彈簧分離，若能，請求出滑塊與彈簧分離時的速度大小v；若不能，請說明理由。

(3)若取下銷釘，使滑塊從距離彈簧上端2L處由靜止釋放，請分析說明滑塊此后是否能與彈簧分離，若能，請求出滑塊與彈簧分離時的速度大小v′；若不能，請說明理由。

【答案】（1） ；（2）滑塊不能與彈簧分離；（3）仍然不能分離；

【解析】

（1）設(shè)滑塊達(dá)到最大速度時彈簧形變量為，則有：

可得

此過程機(jī)械能守恒，有

代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得

（2）當(dāng)彈力大小等于f時直桿開始滑動，設(shè)此時彈簧形變量為，則有

可得

依題意有

設(shè)此時滑塊速度為，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：

之后滑塊與直桿將一起做勻減速運(yùn)動，直至速度減為零。根據(jù)動能定理有：

聯(lián)立以上式子可得

此后直桿保持靜止。假設(shè)滑塊能與彈簧分離，即滑塊還需向上運(yùn)動2L的距離。根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：

聯(lián)立可得

可見，此后滑塊將繼續(xù)下滑，來回做往復(fù)運(yùn)動。

綜上，滑塊此后不能與彈簧分離。

（3）若滑塊從距離彈簧2L處由靜止釋放，根據(jù)（2）中的分析可知，直桿下滑的距離將增加，但保持不變，因而滑塊仍然不能與彈簧分離。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)要測量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：

（1）用游標(biāo)卡尺測量其長度如圖甲所示，由圖可知其長度為L＝_____mm。

（2）用螺旋測微器測量其直徑如圖乙所示，由圖可知其直徑D＝_____mm。

（3）用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測此圓柱體的電阻，表盤示數(shù)如圖丙所示，則該電阻的阻值約為_____Ω。

（4）該同學(xué)想用伏安法更精確地測量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號和規(guī)格如下：

待測圓柱體電阻R；

電流表A1（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）；電流表A2（量程0～30mA，內(nèi)阻約30Ω）；電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）；

電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）；直流電源E（電動勢4V，內(nèi)阻不計(jì)）；

滑動變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過的最大電流2.0A）；滑動變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過的最大電流0.5A）；

開關(guān)S；導(dǎo)線若干

為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路，試指出不妥之處_____（填序號）。

A．電流表應(yīng)選A2

B．電流表應(yīng)采用內(nèi)接法

C．滑動變阻器應(yīng)選R1，采用分壓式接法

D．滑動變阻器應(yīng)選R2，采用限流式接法

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在一光滑絕緣水平面上，靜止放著兩個可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，兩小球質(zhì)量均為m，相距l，其中A球帶正電，所帶電荷量為q，小球B不帶電。若在A球開始向右側(cè)區(qū)域加一水平向右的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E，A球受到電場力的作用向右運(yùn)動與B球碰撞。設(shè)每次碰撞為彈性碰撞，碰撞前后兩球交換速度，且碰撞過程無電荷轉(zhuǎn)移。求：

（1）小球A在電場中的加速度大小和第一次與B碰撞前的速度；

（2）若兩小球恰在第二次碰撞時離開電場，求電場在電場線方向上的寬度；

（3）若兩小球恰在第三次碰撞時離開電場，求電場在電場線方向上的寬度及小球A從進(jìn)入電場到離開電場的過程中電勢能的變化量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一輛有驅(qū)動力的小車上有一水平放置的彈簧，其左端固定在小車上，右端與一質(zhì)量為1Kg的物塊相連。物塊和小車一起向右勻速運(yùn)動時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧彈力大小為2N。若小車開始向右加速運(yùn)動，則

A. 隨著小車的加速度增大，物塊受到的摩擦力逐漸減小

B. 隨著小車的加速度增大，物塊受到的彈簧彈力逐漸增大

C. 當(dāng)小車的加速度大小為5m／s2時，物塊一定與小車相對滑動

D. 當(dāng)小車的加速度大小為4m／s2時，物塊一定與小車相對靜止

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置，圓心為O點(diǎn)，質(zhì)量為m的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從O點(diǎn)正上方距離為h的A點(diǎn)由靜止下落，并穿過圓環(huán)．小球在從A點(diǎn)運(yùn)動到A點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱的A′點(diǎn)的過程中，其加速度a、重力勢能Ep重、機(jī)械能E、電勢能Ep電，隨位置變化的圖像如圖所示(規(guī)定O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)且重力勢能為0，豎直向下為加速度的正方向，并取無限遠(yuǎn)處電勢為0)，其中可能正確的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】鉆石的臨界角較小，很容易對光產(chǎn)生全反射，所以具有很高的亮度。如圖OABCD為某鉆石的截面圖，關(guān)于直線OO′對稱�，F(xiàn)使某單色細(xì)光束垂直于BC邊入射，已知該鉆石對此光的折射率為n，光在真空中傳播的速度為c。

(Ⅰ)求該單色光在鉆石中傳播的速度大小v；

(Ⅱ)為使該單色光經(jīng)AO邊全反射后射到OD邊，在OD邊再次全反射后射到BC邊，則在打磨該鉆石時，圖中α角應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，以速度v0從A點(diǎn)沿AB邊射入邊長為a的等邊三角形的勻強(qiáng)磁場區(qū)域中，磁場方向垂直紙面向里，大小為B，不考慮粒子的重力，則（　�。�

A. 若v0＝，則粒子從A、C之間某點(diǎn)離開磁場

B. 若v0＝，則粒子剛好從C點(diǎn)離開磁場

C. 若v0＝，則粒子從B、C邊中點(diǎn)離開磁場

D. 若＜v0＜，則粒子從B、C之間某點(diǎn)射出磁場

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一透明玻璃磚橫截面的上半部分是半徑為R的半圓，下半部分是邊長為2R的正方形，在玻璃磚的左側(cè)距離為R處，有一和玻璃磚側(cè)面平行的足夠大的光屏。一束單色光沿圖示方向從光屏上的P點(diǎn)射出，從M點(diǎn)射入玻璃磚，恰好經(jīng)過半圓部分的圓心O，且∠MOA=45°，已知玻璃磚對該單色光的折射率n=，光在真空中的傳播速度為c。

①求該單色光在玻璃磚中發(fā)生全反射的臨界角的正弦值。

②從M點(diǎn)射入玻璃磚到第一次射出玻璃磚，求該單色光在玻璃磚內(nèi)傳播的時間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】空間三維直角坐標(biāo)系o-xyz如圖所示（重力沿軸負(fù)方向），同時存在與xoy平面平行的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場，它們的方向與x軸正方向的夾角均為。（已知重力加速度為g，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）

（1）若一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電質(zhì)點(diǎn)沿平行于z軸正方向的速度v0做勻速直線運(yùn)動，求電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

（2）若一電荷量為、質(zhì)量為m的帶電質(zhì)點(diǎn)沿平行于z軸正方向以速度v0通過y軸上的點(diǎn)P（0，h，0）時，調(diào)整電場使其方向沿x軸負(fù)方向、大小為E0。適當(dāng)調(diào)整磁場，則能使帶電質(zhì)點(diǎn)通過坐標(biāo)Q（h，0，0.5h）點(diǎn)，問通過Q點(diǎn)時其速度大��；

（3）若一電荷量為、質(zhì)量為m的帶電質(zhì)點(diǎn)沿平行于z軸正方向以速度v0通過y軸上的點(diǎn)P（0，0.6h，0）時，改變電場強(qiáng)度大小和方向，同時改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，但不改變其方向，帶電質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動能經(jīng)過x軸上的某點(diǎn)M，問電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小滿足什么條件?并求出帶電質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過x軸M點(diǎn)的時間。

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