【題目】如圖所示，在距水平地面高h1＝1.2m的光滑水平臺(tái)面上，一個(gè)質(zhì)量m＝1kg的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，儲(chǔ)存了2J的彈性勢(shì)能Ep，現(xiàn)打開鎖扣K，物塊與彈簧分離后將以一定的水平速度v1向右滑離平臺(tái)，并恰好從B點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入光滑豎直的圓弧軌道BC（無(wú)能量損失）。已知C點(diǎn)的切線水平，并與水平地面上長(zhǎng)為L＝2.8m的粗糙直軌道CD平滑連接，小物塊沿軌道BCD運(yùn)動(dòng)并與右邊的豎直墻壁會(huì)發(fā)生碰撞，重力加速度g＝10m/s2，空氣阻力忽略不計(jì)。試求：

（1）小物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度的大小。.

（2）若小物塊第一次運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)時(shí)恰好停下，則小物塊與軌道CD之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的大小是多少。

（3）若小物塊與墻壁碰撞后速度反向、大小不變，且在之后的運(yùn)動(dòng)中不會(huì)與D點(diǎn)發(fā)生第二次碰撞，那么小物塊與軌道CD之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ應(yīng)該滿足怎樣的條件。（不考慮物塊從B點(diǎn)飛出情況）

【答案】（1）m/s （2）0.5（3）

【解析】

試題彈簧釋放后，彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為物塊的動(dòng)能，對(duì)A到C的過(guò)程運(yùn)用機(jī)械能守恒，求出小球到達(dá)C點(diǎn)的速度．根據(jù)速度位移公式求出CD段的加速度大小，結(jié)合牛頓第二定律求出動(dòng)摩擦因數(shù)的大小．由于不考慮物塊從B點(diǎn)飛出情況，當(dāng)動(dòng)摩擦因數(shù)最小時(shí)，物塊恰好第二次到達(dá)D點(diǎn)，但是不與墻壁碰撞，結(jié)合動(dòng)能定理求出動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值，從而得出動(dòng)摩擦因數(shù)的范圍．

（1）彈簧釋放后，彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為物塊的動(dòng)能

在A到C過(guò)程中只有重力做功，由機(jī)械能守恒定律有：

代入數(shù)據(jù)可得：．

（2）在C-D過(guò)程中對(duì)物塊進(jìn)行如圖所示受力

豎直方向上由力的平衡

水平方向上由牛頓運(yùn)動(dòng)定律有，，解得

在C-D過(guò)程中由勻變速直線運(yùn)動(dòng)，有，代入相關(guān)數(shù)據(jù)解得．
（3）若小物塊恰好第二次到達(dá)D點(diǎn)停下，動(dòng)摩擦因數(shù)最小，由能量守恒有，

代入數(shù)據(jù)可求：．

所以，物塊與墻壁若只發(fā)生一次碰撞，需滿足條件是：．

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：

【題目】如圖所示，在傾角為θ的光滑斜面上，存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直斜面向上，磁場(chǎng)的寬度為2L。一邊長(zhǎng)為L的正方形導(dǎo)體線圈，由靜止開始沿斜面下滑，當(dāng)ab邊剛越過(guò)GH進(jìn)入磁場(chǎng)瞬間和剛越過(guò)MN穿出磁場(chǎng)瞬間速度剛好相等。從ab邊剛越過(guò)GH處開始計(jì)時(shí)，規(guī)定沿斜面向上為安培力的正方向，則線框運(yùn)動(dòng)的速率v與線框所受安培力F隨時(shí)間變化的圖線中，可能正確的是

A.

B.

C.

D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】電磁彈射在電磁炮、航天器、艦載機(jī)等需要超高速的領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，圖1所示為電磁彈射的示意圖。為了研究問(wèn)題的方便，將其簡(jiǎn)化為如圖2所示的模型（俯視圖）。發(fā)射軌道被簡(jiǎn)化為兩個(gè)固定在水平面上、間距為L且相互平行的金屬導(dǎo)軌，整個(gè)裝置處于豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中。發(fā)射導(dǎo)軌的左端為充電電路，已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E，電容器的電容為C，子彈載體被簡(jiǎn)化為一根質(zhì)量為m、長(zhǎng)度也為L的金屬導(dǎo)體棒，其電阻為r。金屬導(dǎo)體棒，其電阻為r。金屬導(dǎo)體棒垂直放置于平行金屬導(dǎo)軌上，忽略一切摩擦阻力以及導(dǎo)軌和導(dǎo)線的電阻。

（1）發(fā)射前，將開關(guān)S接a，先對(duì)電容器進(jìn)行充電。

a．求電容器充電結(jié)束時(shí)所帶的電荷量Q；

b．充電過(guò)程中電容器兩極板間的電壓y隨電容器所帶電荷量q發(fā)生變化。請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出u-q圖像；并借助圖像求出穩(wěn)定后電容器儲(chǔ)存的能量E0；

（2）電容器充電結(jié)束后，將開關(guān)b，電容器通過(guò)導(dǎo)體棒放電，導(dǎo)體棒由靜止開始運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)體棒離開軌道時(shí)發(fā)射結(jié)束。電容器所釋放的能量不能完全轉(zhuǎn)化為金屬導(dǎo)體棒的動(dòng)能，將導(dǎo)體棒離開軌道時(shí)的動(dòng)能與電容器所釋放能量的比值定義為能量轉(zhuǎn)化效率。若某次發(fā)射結(jié)束時(shí)，電容器的電量減小為充電結(jié)束時(shí)的一半，不計(jì)放電電流帶來(lái)的磁場(chǎng)影響，求這次發(fā)射過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化效率。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示為兩組平行板金屬板，一組豎直放置，一組水平放置，今有一質(zhì)量為m的電子（電荷量為e）靜止在豎直放置的平行金屬板的A點(diǎn)，經(jīng)電壓U0加速后通過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入兩板間距為d、電壓為U的水平放置的平行金屬板間，若電子從兩塊水平平行板的正中間射入，且最后電子剛好能從右側(cè)的兩塊平行金屬板穿出，A、B分別為兩塊豎直板的中點(diǎn)，求：

（1）電子通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大�。�

（2）右側(cè)平行金屬板的長(zhǎng)度；

（3）電子穿出右側(cè)平行金屬板時(shí)的動(dòng)能。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在x軸相距為L的兩點(diǎn)固定兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q、-Q，虛線是以+Q所在點(diǎn)為圓心、L/2為半徑的圓，a、b、c、d是圓上的四個(gè)點(diǎn)，其中a、c兩點(diǎn)在x軸上，b、d兩點(diǎn)關(guān)于x軸對(duì)稱。下列判斷正確的是（ ）

A. b、d兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同

B. 四點(diǎn)中c點(diǎn)處的電勢(shì)最低

C. b、d兩點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度相同

D. 將一試探電荷+q沿圓周由a點(diǎn)移至c點(diǎn)，+q的電勢(shì)能減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某一靜電實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，驗(yàn)電器A不帶電，驗(yàn)電器B的上面安一個(gè)幾乎封閉的金屬圓桶C，并且B內(nèi)的金屬箔片是張開的，現(xiàn)手持一個(gè)帶絕緣柄的金屬小球D，使D接觸C的內(nèi)壁，再移出與A的金屬小球接觸，無(wú)論操作多少次，都不能使A帶電.這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了（ ）

A. C是一個(gè)等勢(shì)體（電勢(shì)處處相等）

B. C的內(nèi)部是不帶電的

C. C的內(nèi)部電勢(shì)為零

D. C的內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】把一個(gè)帶電荷量為2×10-8 C的正點(diǎn)電荷從電場(chǎng)中的A點(diǎn)移到無(wú)限遠(yuǎn)處時(shí)，靜電力做功8×10-6 J；若把該電荷從電場(chǎng)中的B點(diǎn)移到無(wú)限遠(yuǎn)處時(shí)，靜電力做功2×10-6 J，取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。

(1)求A點(diǎn)的電勢(shì)。

(2)求A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差。

(3)若把電荷量q= -2×10-5 C的電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，靜電力做的功為多少?

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用一多用電表進(jìn)行多次測(cè)量，指針指在圖中位置，請(qǐng)把相應(yīng)讀數(shù)讀出．

（1）如果是用直流100mA擋測(cè)量電流，指針位置如①所示，則讀數(shù)為______mA；

（2）如果是用直流2.5V擋測(cè)量電壓，指針位置如圖①所示，則讀數(shù)為______V；

（3）如果是用倍率×100擋測(cè)量電阻，指針位置如圖②所示，則讀數(shù)為______Ω．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑R = 0．1m的豎直半圓形光滑軌道BC與水平面AB相切，AB距離x = 1m。質(zhì)量m = 0．1kg的小滑塊１放在半圓形軌道末端的B點(diǎn)，另一質(zhì)量也為m = 0．1kg的小滑塊2，從A點(diǎn)以v0 = 2m/s的初速度在水平面上滑行，兩滑塊相碰，碰撞時(shí)間極短，碰后兩滑塊粘在一起滑上半圓形軌道。已知滑塊2與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ = 0．2。取重力加速度g = 10m/s。兩滑塊均可視為質(zhì)點(diǎn)。求

（1）碰后瞬間兩滑塊共同的速度大小v；

（2）兩滑塊在碰撞過(guò)程中損失的機(jī)械能ΔE；

（3）在C點(diǎn)軌道對(duì)兩滑塊的作用力大小F。

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