【題目】如圖甲所示，有一裝置由傾斜軌道AB、水平軌道BC、豎直臺(tái)階CD和足夠長的水平直軌道DE組成，表面處處光滑，且AB段與BC段通過一小圓弧（未畫出）平滑相接。有一小球用輕繩豎直懸掛在C點(diǎn)的正上方，小球與BC平面相切但無擠壓。緊靠臺(tái)階右側(cè)停放著一輛小車，車的上表面水平與B點(diǎn)等高且右側(cè)固定一根輕彈簧，彈簧的自由端在Q點(diǎn)，其中PQ段是粗糙的，Q點(diǎn)右側(cè)表面光滑。現(xiàn)將一個(gè)滑塊從傾斜軌道的頂端A處自由釋放，滑至C點(diǎn)時(shí)與小球發(fā)生正碰，然后從小車左端P點(diǎn)滑上小車。碰撞之后小球在豎直平面做圓周運(yùn)動(dòng)，輕繩受到的拉力如圖乙所示。已知滑塊、小球和小車的質(zhì)量分別為m1=3kg、m2=1kg和m3=6kg，AB軌道頂端A點(diǎn)距BC段的高度為h=0.8m，PQ段長度為L=0.4m，輕繩的長度為R=0.5m。 滑塊、小球均可視為質(zhì)點(diǎn)。取g=10m/s2。求：

（1）滑塊到達(dá)BC軌道上時(shí)的速度大小。

（2）滑塊與小球碰后瞬間小球的速度大小。

（3）要使滑塊既能擠壓彈簧，又最終沒有滑離小車，則滑塊與PQ之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ應(yīng)在什么范圍內(nèi)？（滑塊與彈簧的相互作用始終在彈簧的彈性范圍內(nèi)）

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

試題（1）設(shè)滑塊與小球碰撞前瞬間速度為，由機(jī)械能守恒，

有①

得

（2）設(shè)小球在最高點(diǎn)的速度為v，由圖乙可知小球在最高點(diǎn)時(shí)受到的拉力

由牛頓第二定律，有②

設(shè)小球碰撞后瞬間速度為，由機(jī)械能守恒，有③

聯(lián)立①②③并代入數(shù)據(jù)，解得

（3）滑塊與小球碰撞過程滿足動(dòng)量守恒：④

得碰撞后的速度方向向右

滑塊最終沒有滑離小車，滑塊和小車之間必有共同的末速度

由滑塊與小車組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒：⑤

（I）若較大，則滑塊可能不與彈簧接觸就已經(jīng)與小車相對(duì)靜止，設(shè)滑塊恰好滑到Q點(diǎn)，由能量轉(zhuǎn)化與守恒有⑥

聯(lián)立④⑤⑥得

（II）若不是很大，則滑塊必然擠壓彈簧，再被彈回到PQ之間，設(shè)滑塊恰好回到小車的左端P點(diǎn)處，由能量轉(zhuǎn)化與守恒有⑦

④⑤⑦得

綜上所述，得

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】如圖所示為“用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法中正確的是_________

A．必須用秒表測出重物下落的時(shí)間

B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)連接直流電源

C．驗(yàn)證時(shí)，一定要測量重物的質(zhì)量或重力

D．選擇質(zhì)量較大、體積較小的重物可以減小阻力帶來的實(shí)驗(yàn)誤差

（2）若已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>g=9.80m/s2，重物質(zhì)量為0.2kg。實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖所示，打P點(diǎn)時(shí)，重物的速度為零，A、B、C為另外3個(gè)連續(xù)點(diǎn)。根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)可知，重物由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，重力勢能減少量△Ep=____J，動(dòng)能增加量△EK=_____J。（計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

（3）多次實(shí)驗(yàn)表明重力勢能減少量總是大于動(dòng)能增加量，可能的原因是：________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，高度為h、截面為直角三角形的物塊A靜止在光滑水平地面上，A的 斜面光滑、與水平底面的夾角為30°。現(xiàn)將另一小滑塊B（看做質(zhì)點(diǎn)）置于三角形物塊的 頂端，使其從初速度為零開始釋放，已知A的質(zhì)量為B質(zhì)量的二倍，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g。求：

（1）B到達(dá)A的斜面末端時(shí)，A后退的距離；

（2）B離開A后，A的速度大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)利用圖甲的實(shí)驗(yàn)裝置，探究物塊在水平桌面上的“速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”，物塊在重物的牽引下開始運(yùn)動(dòng)，重物落地后，物塊再運(yùn)動(dòng)一段距離停在桌面上（尚未到達(dá)滑輪處）。從紙帶上便于測量的點(diǎn)開始，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖乙所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50Hz。

(1)通過分析紙帶數(shù)據(jù)，可判斷出物塊在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)____和____之間某時(shí)刻開始減速。

(2)打計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)，物塊對(duì)應(yīng)的速度大小v=_______m/s。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

(3)物塊加速運(yùn)動(dòng)過程中加速度的大小a=_______m/s2。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，鉤碼A和B分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，鉤碼質(zhì)量均為M，在A的上面套一個(gè)比它大一點(diǎn)的環(huán)形金屬塊C，在距地面為處由一寬度略大于A的狹縫，鉤碼A能通過狹縫，環(huán)形金屬塊C不能通過，開始時(shí)A距離狹縫的高度為，放手后，A、B、C從靜止開始運(yùn)動(dòng)

（1）利用計(jì)時(shí)儀器測得鉤碼A通過狹縫后落地用時(shí)，則鉤碼A通過狹縫的速度為_______（用題中字母表示）；

（2）若通過此裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，還需要測出環(huán)形金屬框C的質(zhì)量m，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，若系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，則需滿足的等式為___________（用題中字母表示）；

（3）為減小測量時(shí)間的誤差，有同學(xué)提出如下方案：實(shí)驗(yàn)時(shí)調(diào)節(jié)，測出鉤碼A從釋放到落地的總時(shí)間t，來計(jì)算鉤碼A通過狹縫的速度，你認(rèn)為可行嗎？若可行，寫出鉤碼A通過狹縫時(shí)的速度表達(dá)式；若不可行，請簡要說明理由________、___________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一電場線平行于軸的電場，其電勢隨坐標(biāo)的變化圖線如圖所示。若將一帶負(fù)電粒子（重力不計(jì)）從坐標(biāo)原點(diǎn)由靜止釋放。則下列說法正確的是

A. 粒子將沿軸方向運(yùn)動(dòng)且離點(diǎn)最遠(yuǎn)距離為

B. 粒子經(jīng)過點(diǎn)與點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等

C. 粒子在點(diǎn)與點(diǎn)的加速度大小相等方向相反

D. 粒子經(jīng)過點(diǎn)時(shí)電場力的功率大小是經(jīng)過點(diǎn)時(shí)功率大小的2倍

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直平面內(nèi)一半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，方向垂直紙面向外．一束質(zhì)量為m、電量為q的帶正電粒子沿平行于直徑MN的方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場，粒子的速度大小不同，重力不計(jì)，入射點(diǎn)P到直徑MN的距離為h，則

A. 若某粒子經(jīng)過磁場射出時(shí)的速度方向恰好與其入射方向相反，則該粒子的入射速度是

B. 恰好能從M點(diǎn)射出的粒子速度是為

C. 若h＝R / 2，粒子從P點(diǎn)經(jīng)磁場到M點(diǎn)的時(shí)間是

D. 當(dāng)粒子軌道半徑r=R時(shí)，粒子從圓形磁場區(qū)域最低點(diǎn)射出

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，足夠長的粗糙絕緣斜面與水平面成θ=37°放置，在斜面上直線aa′和bb′與斜面底邊平行，在aa′，bb′圍成的區(qū)域有垂直斜面向上的有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝l T；現(xiàn)有一質(zhì)量為m＝10 g，總電阻R＝1Ω.邊長d＝0.1 m的正方形金屬線圈MNQP，讓PQ邊與斜面底邊平行，從斜面上端靜止釋放，線圈剛好勻速穿過整個(gè)磁場區(qū)域，已知線圈與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5，( g= 10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)求：

（1）線圈進(jìn)入磁場區(qū)域時(shí)的速度；

（2）線圈釋放時(shí)，PQ邊到bb′的距離；

（3）整個(gè)線圈穿過磁場的過程中，線圈上產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為2t的某汽車在平直公路上以最大速度勻速行駛時(shí)，速度大小為30m/s. 如果該汽車從靜止開始先以的加速度啟動(dòng)，以后又以額定功率繼續(xù)加速到最大速度，整個(gè)加速過程汽車行駛的路程為75m，汽車受到的阻力恒為車重的0. 1倍，重力加速度大小為，求：

（1）汽車速度分別為9m/s及15m/s時(shí)，加速度的大小；

（2）汽車整個(gè)啟動(dòng)過程運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.

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同步練習(xí)冊答案