【題目】如圖,水平光滑軌道AB與半徑為R的豎直光滑半圓形軌道BC相切于B點(diǎn)。質(zhì)量為2mma、b兩個(gè)小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))原來(lái)靜止于水平軌道上,其中小滑塊a與一輕彈簧相連。某一瞬間給小滑塊a一沖量使其獲得初速度向右沖向小滑塊b,與b碰撞后彈簧不與b相粘連,且小滑塊b在到達(dá)B點(diǎn)之前已經(jīng)和彈簧分離,不計(jì)一切摩擦,小滑塊b離開(kāi)C點(diǎn)后落地點(diǎn)距離B點(diǎn)的距離為2R,重力加速度為g,求:

(1)小滑塊b與彈簧分離時(shí)的速度大小vB;

(2)上述過(guò)程中ab在碰撞過(guò)程中彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能 Epmax

(3)若剛開(kāi)始給小滑塊a的沖量為I=3m,求小滑塊b滑塊離開(kāi)圓軌道的位置和圓心的連線與水平方向的夾角θ。(求出θ角的正弦函數(shù)值即可)。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

解:(1)小滑塊b脫離C點(diǎn)后,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有:

解得:

小滑塊b 恰好通過(guò)C點(diǎn)。

B點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn),小滑塊bB點(diǎn)到C點(diǎn)由機(jī)械能守恒定律有

則小滑塊b與彈簧分離時(shí)的速度

(2)小滑塊b與彈簧分離過(guò)程滿足動(dòng)量和能量守恒:

解得:

當(dāng)彈簧壓縮至最短時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大,由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律有:

解得:

(3)由動(dòng)量定理有:

解得:

可知小滑塊b不能通過(guò)C點(diǎn),設(shè)小滑塊b到達(dá)D點(diǎn)時(shí)離開(kāi),如圖所示設(shè)傾角為,剛好離開(kāi)有N=0,由牛頓第二定律有:

由動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律可知b脫離彈簧的速度為:

BD由機(jī)械能守恒有:

解得

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,水平放置平行金屬板間存在相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。一帶電量為+q,質(zhì)量為m的粒子(不計(jì)重力)以速度v水平向右射入,粒子恰沿直線穿過(guò),則下列說(shuō)法正確的是

A. 若只將帶電粒子帶電量變?yōu)椋?/span>2q,粒子將向下偏轉(zhuǎn)

B. 若只將帶電粒子帶電量變?yōu)椋?/span>2q,粒子仍能沿直線穿過(guò)

C. 若只將帶電粒子速度變?yōu)?/span>2v且粒子不與極板相碰,則從右側(cè)射出時(shí)粒子的電勢(shì)能減少

D. 若帶電粒子從右側(cè)水平射入,粒子仍能沿直線穿過(guò)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一枚小火箭攜帶試驗(yàn)炸彈豎直發(fā)射升空,小火箭的加速度a=10m/s2t1=20s后小火箭與試驗(yàn)炸彈分離,預(yù)定試驗(yàn)炸彈在最高點(diǎn)爆炸,取g=10 m/s2,不計(jì)空氣阻力.

(1)試驗(yàn)炸彈預(yù)定爆炸點(diǎn)的高度是多少?

(2)若試驗(yàn)失敗,炸彈未爆炸,如果不采取措施,炸彈會(huì)在分離后多長(zhǎng)時(shí)間落地?為了防止危險(xiǎn),在炸彈到達(dá)最高點(diǎn)10s后,以v0=400m/s豎直發(fā)射一枚炮彈攔截,攔截點(diǎn)的高度是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量為30Kg的小孩坐在8Kg的雪橇上,大人用與水平方向成370斜向上的大小為100N的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)(、,),:

(1)地面對(duì)雪橇的摩擦力;

(2)地面對(duì)雪橇的支持力大小;

(3)雪橇與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)的大小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用光電門傳感器設(shè)計(jì)了一個(gè)研究小球自由下落時(shí)機(jī)械能是否守恒的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,圖中AB兩位置分別固定了兩個(gè)光電門傳感器。

(1)如圖2所示,實(shí)驗(yàn)時(shí)用20分度游標(biāo)卡尺測(cè)得小球直徑為 d=________________cm;

(2)小球通過(guò)A的擋光時(shí)間為t1,通過(guò)B的擋光時(shí)間為t2。

(3)用刻度尺測(cè)出光電門A、B間的距離h,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g,只需比較_______________是否相等,就可以證明在自由落體過(guò)程中小球的機(jī)械能是守恒的(用題目中涉及的物理量符號(hào)表示)。

(4)(雙選題)為減小實(shí)驗(yàn)誤差,可采取的方法是____________。

A.增大兩擋光片寬度d B.減小兩擋光片寬度d

C.增大兩擋光片間距h D.減小兩擋光片間距h

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,探究物塊在水平桌面上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.物塊在重物的牽引下開(kāi)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(cè)量的點(diǎn)開(kāi)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)間的距離如圖所示.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源的頻率為50 Hz.

單位:cm

(1) 運(yùn)動(dòng)重物拉動(dòng)穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶,紙帶上就打下一系列的小點(diǎn),這些小點(diǎn)記錄了___________

A.物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 B.物體在不同時(shí)刻的速度

C.物體在不同時(shí)刻的加速度 D.物體在不同時(shí)刻的位移

(2)物塊運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小為a______m/s2

(3)計(jì)數(shù)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)的速度大小為________m/s,計(jì)數(shù)點(diǎn)6對(duì)應(yīng)的速度大小為________m/s.(保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,質(zhì)量為3 kg的木板放在光滑的水平地面上,質(zhì)量為1 kg的木塊放在木板上,它們之間有摩擦,木板足夠長(zhǎng),兩者都以4m/s的初速度向相反方向運(yùn)動(dòng).當(dāng)木板的速度為2.4 m/s時(shí),木塊(

A. 處于勻速運(yùn)動(dòng)階段

B. 處于減速運(yùn)動(dòng)階段

C. 處于加速運(yùn)動(dòng)階段

D. 靜止不動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,質(zhì)量相等的三個(gè)物塊A、B、C,A與天花板之間、B與C之間均用輕彈簧相連,A與B之間用細(xì)繩相連,當(dāng)系統(tǒng)靜止后,突然剪斷AB間的細(xì)繩,則此瞬間A、B、C的加速度分別為(取向下為正)( )

A.﹣g、2g、0 B.﹣2g、2g、0

C.﹣2g、2g、g D.﹣2g、g、g

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量為0.5kg的物體受到與水平方向成370的恒定拉力F的作用從靜止開(kāi)始做直線運(yùn)動(dòng),一段時(shí)間后撤去拉力F,其運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示,已知cos370=0.8,sin370=0.6,g=10m/s2,求:

(1)減速階段加速度的大小以及物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因素μ;

(2)加速階段加速度的大小以及拉力F的大小。

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