【題目】圖示為某探究活動小組設計的節(jié)能運動系統(tǒng).斜面軌道傾角為30°,質量為M的木箱與軌道的動摩擦因數(shù)為 ,木箱在軌道A端時,自動裝貨裝置將質量為m的貨物裝入木箱,然后木箱載著貨物沿軌道無初速滑下,在輕彈簧被壓縮至最短時,自動卸貨裝置立刻將貨物卸下,然后木箱恰好被彈回到軌道A端,重復上述過程.下列選項正確的是( 。

A.m=3M
B.m=2M
C.木箱不與彈簧接觸時,上滑過程的運動時間大于下滑過程中的運動時間
D.若貨物的質量減少,則木箱一定不能回到A處

【答案】A,D
【解析】解:AB、設下滑過程的總高度為h,由功能關系得:

下滑過程:(M+m)gh﹣μ(M+m)gcos30° =E

上滑過程:E=Mgh+μMgcos30°

解得:m=3M,A符合題意,B不符合題意;

C、木箱不與彈簧接觸時,根據(jù)牛頓第二定律得:

上滑過程中有:Mgsin30°﹣μMgcos30°=Ma1.得 a1=gsin30°﹣μgcos30° ③

下滑過程中有:(M+m)gsin30°+μ(M+m)gcos30°=(M+m)a2.得 a2=gsin30°+μgcos30° ④

可得 a1<a2

根據(jù)x= 知,x大小相等,上滑過程的運動時間小于下滑過程中的運動時間.C不符合題意;

D、若貨物的質量減少,由③式知,木箱下滑的加速度不變,剛與彈簧接觸時速度不變,則m減小時,彈簧最大的彈性勢能E減小,由②知,木箱上滑的最大高度減小,不能回到A處,D符合題意.

故答案為:AD

首先要弄清整個過程能量的轉化情況:從開始到木箱恰好被彈回到軌道A端的過程中,系統(tǒng)損失的能量為mglsinθ,損失的能量全部用來克服摩擦力做功.對下滑和上滑兩個過程分別運用功能關系列式,可求得m與M的關系.根據(jù)牛頓第二定律分析下滑與上滑的加速度關系,由位移公式分析時間關系.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,質量為M的木塊位于光滑水平面上,在木塊與墻之間用輕彈簧連接,開始時木塊靜止在A位置.現(xiàn)有一質量為m的子彈以水平速度v0射向木塊并嵌入其中,則當木塊回到A位置時的速度v以及此過程中墻對彈簧的沖量I的大小分別為( )

A.v= ,I=0
B.v= ,I=2mv0
C.v= ,I=
D.v= ,I=2mv0

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,傾角為θ=37°兩根平行長直金屬導軌的間距為d,其底端接有阻值為R的電阻.整個裝置處在垂直斜面向上磁感應強度大小為B的勻強磁場中,質量均為m (質量分布均勻)、電阻均為R的導體桿ab、cd垂直于導軌放置,且與兩導軌保持良好接觸,兩導體桿與導軌的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5;現(xiàn)桿ab在恒力F作用下沿導軌向上作勻速運動,桿cd能保持靜止狀態(tài),導軌電阻不計,重力加速度大小為g,求桿ab的速度大。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為R,某極地衛(wèi)星每天繞地球轉12圈,其軌道半徑為r,則 約為( 。
A.5
B.4
C.3
D.6

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一列橫波從t=0時刻開始,從原點O沿著x軸傳播,t=0.6s時刻傳至A點,若OA=12m,AB=8m,BC=10m,則下列說法正確的是( )

A.波動過程從開始到C點運動以后的時間內(nèi),A點的路程總是比C點的路程多18cm
B.t=1s時刻B點的位移是2cm
C.t=1.5s時刻C點第一次在波谷
D.波動過程從開始到B點運動以后的時間內(nèi),A點的路程總是比B點的路程多8cm

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,靜止在光滑水平面上的物體A一端靠著處于自然長度的輕彈簧,現(xiàn)對物體施加一個水平恒力F,在彈簧被壓縮到最短的這一過程中(

A. 物體A一直做減速運動

B. 壓縮到最短時,物體A的加速度為零

C. 物體A的加速度先減小后增大,速度先增大后減小

D. 當物體A的速度最大時,加速度為零

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的xOy坐標系中,y軸右側空間存在范圍足夠大的勻強磁場,磁感應強度大小為B,方向垂直于xOy平面向里.P點的坐標為(﹣6L,0),Q1、Q2兩點的坐標分別為(0,3L),(0,﹣3L).坐標為(﹣L,0)處的C點固定一平行于y軸放置一足夠長的絕緣彈性擋板,帶電粒子與彈性絕緣擋板碰撞前后,沿y方向分速度不變,沿x方向分速度反向,大小不變.帶負電的粒子質量為m,電量為q,不計粒子所受重力.若粒子在P點沿PQ1方向進入磁場,經(jīng)磁場運動后,求:

(1)只與擋板碰撞一次并能回到P點的粒子初速度大;
(2)粒子能否經(jīng)過坐標原點O之后再回到P點;
(3)只與擋板碰撞三次并能回到P點的粒子初速度大小以及這種情況下?lián)醢宓拈L度至少為多少.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】甲、乙兩質點沿同一方向做直線運動,某時刻經(jīng)過同一地點.若以該時刻作為計時起點,得到兩質點的x﹣t圖象如圖所示.圖象中的OC與AB平行,CB與OA平行.則下列說法中正確的是(  )

A.t1~t2時間內(nèi)甲和乙的距離越來越遠
B.0~t2時間內(nèi)甲的速度和乙的速度始終不相等
C.0~t3時間內(nèi)甲和乙的位移相等
D.0~t3時間內(nèi)甲的平均速度大于乙的平均速度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖為某種魚餌自動投放器的裝置示意圖,其下半部AB是一長為2R的豎直細管,上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管,管口C處切線水平,AB管內(nèi)有原長為R、下端固定的輕質彈簧.在彈簧上端放置一粒質量為m的魚餌,解除鎖定后彈簧可將魚餌彈射出去.投餌時,每次總將彈簧長度壓縮到0.5R后鎖定,此時彈簧的彈性勢能為6mgR (g為重力加速度).不計魚餌在運動過程中的機械能損失,求:

(1)魚餌到達管口C時的速度大小v1
(2)魚餌到達管口C時對管子的作用力大小和方向:
(3)已知地面比水面高出1.5R,若豎直細管的長度可以調(diào)節(jié),圓孤彎道管BC可隨豎直細管﹣起升降.求魚餌到達水面的落點與AB所在豎直線OO′之間的最大距離Lmax

查看答案和解析>>

同步練習冊答案