【題目】如圖所示的裝置由三部分組成，傳送帶左邊是光滑的水平面，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接著質(zhì)量M=3.0kg的物塊A，開始物塊A靜止。裝置的中間是水平傳送帶，它與左右兩邊的臺(tái)面等高，并平滑對(duì)接，傳送帶以u=2.0m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。傳送帶的右邊是一位于豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道，最低點(diǎn)為C，最高點(diǎn)為D，半徑R=1.25m。從D點(diǎn)正上方h高處無(wú)初速釋放質(zhì)量為m=1.0kg的物塊B，B從D點(diǎn)進(jìn)入圓軌道，物塊B與A只發(fā)生一次碰撞，且為彈性正碰。已知B與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，傳送帶長(zhǎng)l=4m，取g=10m/s2。求：

(1)物塊B與A碰撞后彈簧的最大彈性勢(shì)能；

(2)物塊B對(duì)圓軌道的最大壓力；

(3)物塊B釋放點(diǎn)距D點(diǎn)的高度h。

【答案】（1）24J（2）74N，方向豎直向下；（3）2.75m

【解析】

(1)如果B與A只發(fā)生一次碰撞，則B碰后返回圓軌道最低點(diǎn)C的速度為0，B碰后速度為v1，碰后返回C點(diǎn)過(guò)程

解得

v1=4m/s

B與A碰前速度為v，A碰后速度為v2，由動(dòng)量守恒定律得

mv=－mv1+Mv2

由機(jī)械能守恒定律得

解得

v=8m/s，v2=4m/s

物塊A的速度為零時(shí)彈簧壓縮量最大，彈簧彈性勢(shì)能最大，由能量守恒定律得:

(2)設(shè)物塊B在圓軌道最低點(diǎn)的速度大小為v0，從C到與A相碰過(guò)程因碰前速度

v=8m/s＞2m/s，物塊在帶上減速運(yùn)動(dòng)

在圓弧最低點(diǎn)C，由牛頓第二定律得

解得

F=74N

由牛頓第三定律可知，物塊B對(duì)軌道的壓力大小

F′=F=74N

方向豎直向下

(3)由釋放點(diǎn)到B與A碰撞過(guò)程由動(dòng)能定理

解得

h=2.75m

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】光滑水平面AB與一光滑半圓形軌道在B點(diǎn)相連，軌道位于豎直面內(nèi)，其半徑為R，一個(gè)質(zhì)量為m的物塊靜止在水平面上，現(xiàn)向左推物塊使其壓緊彈簧，然后放手，物塊在彈力作用下獲得一速度，當(dāng)它經(jīng)B點(diǎn)進(jìn)入半圓形軌道瞬間，對(duì)軌道的壓力為其重力的9倍，之后向上運(yùn)動(dòng)經(jīng)C點(diǎn)再落回到水平面，重力加速度為g.求：

(1)彈簧彈力對(duì)物塊做的功；

(2)物塊離開C點(diǎn)后，再落回到水平面上時(shí)距B點(diǎn)的距離；

(3)再次左推物塊壓緊彈簧，要使物塊在半圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)不脫離軌道，則彈簧彈性勢(shì)能的取值范圍為多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，直線上有O、a、b、c四點(diǎn)，ab間的距離與bc間的距離相等。在O點(diǎn)處有固定點(diǎn)電荷。已知b點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì)。若一帶負(fù)電荷的粒子僅在電場(chǎng)力作用下先從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，再?gòu)?/span>b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)，則(　　)

A. 該負(fù)電荷在a點(diǎn)受的電場(chǎng)力比在c點(diǎn)的大

B. 前一過(guò)程中電場(chǎng)力做的功大于后一過(guò)程中電場(chǎng)力做的功

C. 整個(gè)過(guò)程中，粒子電勢(shì)能不斷減小

D. 后一過(guò)程中，粒子動(dòng)能不斷增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)一根粗細(xì)均勻、中空的圓柱形導(dǎo)電元件，其橫截面為同心圓環(huán)，如圖甲所示，該同學(xué)想知道中空部分的內(nèi)徑d，但該元件的內(nèi)徑太小，無(wú)法直接測(cè)量，他設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量，已知該元件的長(zhǎng)度L及電阻率ρ。

(1)用螺旋測(cè)微器測(cè)元件的外徑D，結(jié)果如圖乙所示，該讀數(shù)為__________mm；

(2)用多用電表測(cè)粗其阻值，多用電表的“Ω”擋有“×1”“×10”“×100”“×1k”四擋，選用“×100”擋測(cè)量時(shí)，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大，換用相鄰的某倍率，重新調(diào)零后進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果如圖丙所示，則該元件的電阻為__________Ω；

(3)為精確地測(cè)量該元件電阻，有下列器材可供選擇：

A.電流表A1（量程50mA，內(nèi)阻r1=100Ω）

B.電流表A2（量程150mA，內(nèi)阻r2大約為40Ω）

C.電流表A3（量程3A，內(nèi)阻r3大約為0.1Ω）

D.滑動(dòng)變阻器R（0~20Ω，額定電流2A）

E.直流電源E（9V，內(nèi)阻不計(jì)）

F.導(dǎo)電元件Rx

G.開關(guān)一只，導(dǎo)線若干

請(qǐng)選擇合適的儀器，將實(shí)驗(yàn)電路圖畫在方框內(nèi)，并標(biāo)明所選器材的代號(hào)___________；

(4)若測(cè)得該元件的電阻為R，則元件的內(nèi)徑d=___________。（用已知量和所測(cè)物理量的符號(hào)表示）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的坐標(biāo)系xOy中，第一象限內(nèi)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，第二象限存在沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，x軸下方存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度未知。一帶正電粒子從A（d，0）點(diǎn)以初速度v0開始運(yùn)動(dòng)，初速度方向與x軸負(fù)方向夾角θ=，粒子到達(dá)y軸時(shí)速度方向與y軸垂直，粒子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)區(qū)域、x軸下方磁場(chǎng)區(qū)域恰好回到A點(diǎn)，且速度方向與初速度方向相同。粒子重力不計(jì)，sin=0.8，cos=0.6，求：

(1)粒子的比荷；

(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；

(3)x軸下方磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，彈簧的一端固定在豎直墻壁上，另一端與一個(gè)帶孔小球連接，小球穿在水平固定的光滑桿上。O點(diǎn)為小球的平衡位置，并以其為坐標(biāo)原點(diǎn)建立x軸。小球可在a、b兩點(diǎn)之間做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。圖乙為小球的振動(dòng)圖像。下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.t1時(shí)刻小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)

B.t2時(shí)刻小球的速度為零

C.從t1到t2時(shí)間內(nèi)小球的回復(fù)力變大

D.從t3到t4時(shí)間內(nèi)小球的加速度變小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一定質(zhì)量理想氣體從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到狀態(tài)A，其體積V與溫度T的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（　�。�

A.從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過(guò)程中，氣體內(nèi)能減小

B.從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過(guò)程中，氣體向外放熱

C.從狀態(tài)C到狀態(tài)D的過(guò)程中，氣體對(duì)外做功

D.從狀態(tài)D到狀態(tài)A的過(guò)程中，氣體壓強(qiáng)增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】實(shí)驗(yàn)室的多用電表可以用來(lái)測(cè)量直流電流、直流電壓、交變電壓以及電阻。

(1)某同學(xué)用表盤如圖甲所示的多用電表測(cè)量電阻

①他調(diào)整指針定位螺絲，使指針指到零刻度后，將選擇開關(guān)調(diào)到電阻擋的“×10”位置，將紅、黑表筆分別插人“+”、“－”插孔，把兩表筆尖相互接觸，調(diào)節(jié)________（選填“S”或“T”），使多用電表的指針指向電阻擋的_________（選填“0”或“”）刻線；

②之后他將紅、黑表筆的筆尖分別與待測(cè)電阻兩端接觸，發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大，他應(yīng)將選擇開關(guān)調(diào)到電阻擋的__________（選填“×1”或“×100”）位置；

③正確操作后，多用電表的指針位置如圖乙所示。則該電阻的測(cè)量值為__________Ω；

(2)他進(jìn)一步了解了多用電表的原理后，找來(lái)了一塊毫安表（滿偏電流=1mA、內(nèi)阻=120Ω），兩個(gè)定值電阻（R1=1Ω，R2=880Ω），按照如圖丙所示電路將毫安表改裝成多用途的電表。

①開關(guān)S斷開時(shí)，改裝后的毫安表可以作為量程是_________V的電壓表使用；

②若開關(guān)S閉合，毫安表指針達(dá)到滿偏時(shí)，通過(guò)兩表筆的電流為________A。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，輕質(zhì)彈簧左端與墻相連，右端與質(zhì)量為的小球接觸但不固連，初始時(shí)在外力作用下彈簧處于壓縮狀態(tài)，某時(shí)刻撤去外力，小球能順利通過(guò)圓弧軌道ABC并無(wú)能量損失地進(jìn)入圓弧軌道CDE而從E點(diǎn)拋出，最終打在圓弧軌道ABC的F點(diǎn)。已知圓弧軌道ABC的半徑是圓弧軌道CDE的兩倍且圓弧軌道ABC的半徑，B、D分別為圓弧軌道ABC及圓弧軌道CDE的中點(diǎn)。當(dāng)小球離開彈簧運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道A點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓弧軌道的壓力，除圓弧軌道CDE外，其余部分均光滑（）。試求：

(1)小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的速度大小及彈簧的彈性勢(shì)能；

(2)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力大小及方向；

(3)如果F點(diǎn)距水平面的高度,則小球在圓弧軌道CDE克服摩擦力所做功的取值范圍為多少？

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