【題目】如圖所示，質(zhì)量M=4kg的小車靜止放置在光滑水平面上，小車右端B點固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧自由端在C點，C到小車左端A的距離L=lm，質(zhì)量m=lkg的鐵塊（可視為質(zhì)點）靜止放在小車的最左端A點，小車和鐵塊之間動摩擦因數(shù)μ=0.2，小車在F=l8N的水平拉力作用下水平向左運動。作用一段時間后撤去水平拉力，此時鐵塊恰好到達彈簧自由端C點。此后運動過程中彈簧最大壓縮量x=5cm，g取10m/s2，求：

（1）水平拉力F的作用時間及所做的功；

（2）撤去F后彈簧的最大彈性勢能。

【答案】（1）36J（2）1.5J

【解析】（1）設(shè)水平拉力F的作用時間為t，在t時間內(nèi)鐵塊加速度為、位移為，小車加速度為、小車位移為，

對m： ，

對M： ，

解得：

水平拉力F所做功：

解得：

（2）設(shè)撤去拉力時鐵塊速度為，小車速度為， ，

當彈簧壓縮到最短時，彈簧彈性勢能最大，鐵塊與車共速，設(shè)速度為v，此時由動量守恒定律得：

設(shè)彈簧最大彈性勢能為：

解得：

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，以兩虛線為邊界，中間存在平行紙面且與邊界垂直的水平電場，寬度為，兩側(cè)為相同的勻強磁場，方向垂直紙面向里。一質(zhì)量為、帶電量、重力不計的帶電粒子，以初速度垂直邊界射入磁場做勻速圓周運動，后進入電場做勻加速運動，然后第二次進入磁場中運動，此后粒子在電場和磁場中交替運動。已知粒子第二次在磁場中運動的半徑是第一次的二倍，第三次是第一次的三倍，以此類推。求：

（1）粒子第一次經(jīng)過電場的過程中電場力所做的功

（2）粒子第次經(jīng)過電場時電場強度的大小

（3）粒子第次經(jīng)過電場所用的時間

（4）假設(shè)粒子在磁場中運動時，電場區(qū)域場強為零。請畫出從粒子第一次射入磁場至第三次離開電場的過程中，電場強度隨時間變化的關(guān)系圖線（不要求寫出推導(dǎo)過程，不要求標明坐標刻度值）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，寬為L的豎直障礙物上開有間距d=0.6m的矩形孔，其下沿離地高h=1.2m，離地高H=2m的質(zhì)點與障礙物相距為x，在障礙物以vo=4m/s勻速向左運動的同時，質(zhì)點自由下落．忽略空氣阻力， ，則以下正確的是( )

A. L=1m，x=1m時小球可以穿過矩形孔

B. L=0.8m，x=0.8m時小球可以穿過矩形孔

C. L=0.6m，x=1m時小球可以穿過矩形孔

D. L=0.6m，x=1.2m時小球可以穿過矩形孔

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導(dǎo)軌平行固定放置，間距d＝0.5m，左端通過導(dǎo)線與阻值R＝2Ω的電阻R連接，右端通過導(dǎo)線與阻值RL＝4Ω的小燈泡L連接。在CDFE矩形區(qū)域內(nèi)有豎直向上均勻磁場，CE長s＝2m，CDFE區(qū)域內(nèi)磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示；在t＝0s時，一阻值r＝2Ω的金屬棒在恒力F作用下由靜止從AB位置沿導(dǎo)軌向右運動，當金屬棒從AB位置運動到EF位置的過程中，小燈泡的亮度一直不發(fā)生變化。求：

（1）通過小燈泡的電流；

（2）恒力F的大小；

（3）金屬棒的質(zhì)量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一粗細均勻的單匝正方形銅線框，質(zhì)量m=1kg，放置在光滑絕緣水平面上，兩平行虛線間存在與水平面垂直的勻強磁場，磁場邊界線與線框ab邊平行。現(xiàn)用垂直于ab邊的水平恒力F拉動線框，線框到達位置I開始計時，此時線框開始進人勻強磁場，速度v0=3m/s，線框中感應(yīng)電動勢為2V。在t=3s時線框到達位置Ⅱ，線框開始離開勻強磁場，此過程中線框v-t圖象如圖乙所示，那么

A. t=0時，ab間的電壓為0.75V

B. 恒力F的大小為0.5N

C. 線框進入磁場與離開磁場的過程中線框內(nèi)感應(yīng)電流的方向相同

D. 線框完全離開磁場瞬間的速度大小為2m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某興趣小組對一輛自制遙控小車的性能進行研究，他們讓這輛小車在水平的直軌道上以恒定加速度由靜止啟動，并將小車運動的全過程記錄下來，通過處理轉(zhuǎn)化為v-t圖像，如圖所示（除2~10s時間段內(nèi)的圖像為曲線外，其余時間段圖像均為直線），2s后小車的功率不變，可認為在整個過程中小車所受到的阻力大小不變．小車的質(zhì)量為1kg，則小車在0~10s運動過程中位移的大小為

A. 39m B. 42m C. 45m D. 48m

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（a）所示，在豎直平面內(nèi)建立直角坐標系xoy，整個空間內(nèi)都存在垂直于坐標平面向外的勻強磁場和水平向右的勻強電場，勻強電場的方向與x軸止方向夾角為450。已知帶電粒子質(zhì)量為m、電量為+q，磁感應(yīng)強度大小為B，電場強度大小E，重力加速度為g．

（1）若粒子在xoy平面內(nèi)做勻速直線運動，求粒子的速度v0；

（2）t=0時刻的電場和磁場方向如圖（a）所示，若電場強度和磁感應(yīng)強度的大小均不變．而方向隨時間周期性的改變，如圖（b）所示。將該粒子從原點O由靜止釋放，在0一時間內(nèi)的運動軌跡如圖（c）虛線OMN所示，M點為軌跡距y軸的最遠點，M距y軸的距離為d。已知在曲線上某一點能找到一個和它內(nèi)切的半徑最大的圓，物休經(jīng)過此點時，相當于以此圓的半徑在做圓周運動，這個圓的半徑就定義為曲線上這點的曲率半徑。求：

①粒子經(jīng)過M點時曲率半徑

②在圖中畫出粒子從N點回到O點的軌跡。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】光滑水平平臺AB上有一根輕彈簧，一端固定于A，自然狀態(tài)下另一端恰好在B。平臺B端連接兩個內(nèi)壁光滑、半徑均為R=0.2m的1/4細圓管軌道BC和CD。D端與水平光滑地面DE相接。E端通過光滑小圓弧與一粗糙斜面EF相接，斜面與水平面的傾角θ可在0°≤θ≤75°范圍內(nèi)變化（調(diào)節(jié)好后即保持不變）。一質(zhì)量為m=0.1kg的小物塊（略小于細圓管道內(nèi)徑）將彈簧壓縮后由靜止開始釋放，被彈開后以v0=2m/s進入管道。小物塊與斜面的滑動摩擦系數(shù)為，取g=10m/s2，不計空氣阻力

（1）求物塊過B點時對細管道的壓力大小和方向；

（2）求θ取不同值時，在小物塊運動的全過程中產(chǎn)生的摩擦熱量Q與tanθ的關(guān)系式。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長光滑的兩平行金屬導(dǎo)軌，間距為L，導(dǎo)軌平面與水平面成θ角，定值電阻大小為R。導(dǎo)軌上停放著一根質(zhì)量為m、電阻為r的金屬桿CD，導(dǎo)軌電阻不計，整個裝置處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直導(dǎo)軌平面向上。現(xiàn)用一垂直于金屬桿CD的外力F，沿導(dǎo)軌斜面向上拉金屬桿，使之由靜止開始沿導(dǎo)軌向上做加速度為a的勻加速直線運動，并開始計時。試求：

（1）推導(dǎo)外力F隨時間t的變化關(guān)系；

（2）在時間t0內(nèi)通過電阻的電量；

（3）若時間t0末，撤銷拉力F，試分析并說明導(dǎo)體棒在撤力以后的速度、加速度的變化情況。

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