如圖所示,光滑水平面AB與豎直面的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)銜接,導(dǎo)軌半徑R,一個(gè)質(zhì)量為m的靜止物塊在A(yíng)處壓縮彈簧,把物塊釋放,在彈力的作用下獲得一個(gè)向右的速度,當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍,之后向上運(yùn)動(dòng)恰能完成半圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn),求:
(1)彈簧對(duì)物塊的彈力做的功;
(2)物塊從B至C克服摩擦阻力所做的功;
(3)物塊離開(kāi)C點(diǎn)后落回水平面時(shí)動(dòng)能的大小.
(1)物體在B點(diǎn)時(shí),做圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律可知:
T-mg=m
v2
R

解得v=
6gR

從A到C由動(dòng)能定理可得:
彈力對(duì)物塊所做的功W=
1
2
mv2=3mgR;
(2)物體在C點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律可知:
mg=m
v20
R
;
對(duì)BC過(guò)程由動(dòng)能定理可得:
-2mgR-Wf=
1
2
mv02-
1
2
mv2
解得物體克服摩擦力做功:
Wf=
1
2
mgR.
(3)物體從C點(diǎn)到落地過(guò)程,機(jī)械能守恒,則由機(jī)械能守恒定律可得:
2mgR=Ek-
1
2
mv02
物塊落地時(shí)的動(dòng)能Ek=
5
2
mgR.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題


(1)物體A在斜面上的運(yùn)動(dòng)情況?說(shuō)明理由。
(2)物體A在斜面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有多少能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?(結(jié)果用字母表示)

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

探究某種筆的彈跳問(wèn)題時(shí),把筆分為輕質(zhì)彈簧、內(nèi)芯和外殼三部分,其中內(nèi)芯和外殼質(zhì)量分別為m和4m.筆的彈跳過(guò)程分為三個(gè)階段:

①把筆豎直倒立于水平硬桌面,下壓外殼使其下端接觸桌面(見(jiàn)題24圖a);
②由靜止釋放,外殼豎直上升至下端距桌面高度為h1時(shí),與靜止的內(nèi)芯碰撞(見(jiàn)題24圖b);
③碰后,內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到外殼下端距桌面最大高度為h2處(見(jiàn)題24圖c)。
設(shè)內(nèi)芯與外殼的撞擊力遠(yuǎn)大于筆所受重力、不計(jì)摩擦與空氣阻力,重力加速度為g。求:
(1)外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間的共同速度大。
(2)從外殼離開(kāi)桌面到碰撞前瞬間,彈簧做的功;
(3)從外殼下端離開(kāi)桌面到上升至h2處,筆損失的機(jī)械能。

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,物體A和B用細(xì)繩相連,它們的質(zhì)量相等,物體A放在滑動(dòng)摩擦系數(shù)為0.5的水平桌面上,開(kāi)始時(shí)它們都靜止,并且物體B離地面的高度是0.8m.求物體B著地后物體A在桌面上滑移的最大距離.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.如果合外力對(duì)物體所做的功為零,則合外力一定為零
B.一定質(zhì)量的物體,動(dòng)能變化時(shí),速度一定變化;但速度變化時(shí),動(dòng)能不一定變化
C.處于平衡狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)物體,其機(jī)械能一定不變
D.動(dòng)能不變的物體,其機(jī)械能一定不變

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,在寬度為L(zhǎng)的兩虛線(xiàn)區(qū)域內(nèi)存在勻強(qiáng)電場(chǎng),一質(zhì)量為m,帶電量為+q的滑塊(可看成點(diǎn)電荷),從距該區(qū)域?yàn)長(zhǎng)的絕緣水平面上以初速度v0向右運(yùn)動(dòng)并進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.
(1)若該區(qū)域電場(chǎng)為水平方向,并且用速度傳感器測(cè)得滑塊從出口處滑出的速度與進(jìn)入該區(qū)域的速度相同,求該區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與方向,以及滑塊滑出該區(qū)域的速度;
(2)若該區(qū)域電場(chǎng)為水平方向,并且用速度傳感器測(cè)得滑塊滑出該區(qū)域的速度等于滑塊的初速度v0,求該區(qū)域的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與方向;
(3)若將該區(qū)域電場(chǎng)改為豎直方向,測(cè)出滑塊到達(dá)出口處速度為
v0
2
(此問(wèn)中取v0=2
μgL
),再將該區(qū)域電場(chǎng)反向后,發(fā)現(xiàn)滑塊未能從出口滑出,求滑塊所停位置距左邊界多遠(yuǎn).

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,水平軌道PAB與
1
4
圓弧軌道BC相切于B點(diǎn),其中,PA段光滑,AB段粗糙,動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1,AB段長(zhǎng)度L=2m,BC段光滑,半徑R=lm.輕質(zhì)彈簧勁度系數(shù)k=200N/m,左端固定于P點(diǎn),右端處于自由狀態(tài)時(shí)位于A(yíng)點(diǎn).現(xiàn)用力推質(zhì)量m=2kg的小滑塊,使其緩慢壓縮彈簧,當(dāng)推力做功W=25J時(shí)撤去推力.已知彈簧彈性勢(shì)能表達(dá)式Ek=
1
2
kx2其中,k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧的形變量,重力加速度取g=10m/s2
(1)求推力撤去瞬間,滑塊的加速度a;
(2)求滑塊第一次到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)B點(diǎn)的壓力Fn;
(3)判斷滑塊能否越過(guò)C點(diǎn),如果能,求出滑塊到達(dá)C點(diǎn)的速度vc和滑塊離開(kāi)C點(diǎn)再次回到C點(diǎn)所用時(shí)間t,如果不能,求出滑塊能達(dá)到的最大高度h.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

質(zhì)量不等,但具有相同初動(dòng)能的兩個(gè)物體,在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的地面上滑行,直到停止,則(  )
A.質(zhì)量大的物體滑行距離大
B.質(zhì)量小的物體滑行距離大
C.質(zhì)量大的物體克服摩擦力做功多
D.質(zhì)量小的物體克服摩擦力做功多

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

下列說(shuō)法中,正確的是( 。
A.物體的動(dòng)能不變,則物體所受的外力的合力必定為零
B.物體的動(dòng)能變化,則物體所受的外力的合力必定不為零
C.物體的速度變化,則物體的動(dòng)能必定發(fā)生變化
D.物體所受的合外力不為零,物體的動(dòng)能必定發(fā)生變化

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