【題目】如圖所示,半徑為R的四分之一光滑圓弧軌道豎直固定在水平地面上,下端與水平地面在P點(diǎn)相切,一個(gè)質(zhì)量為2m的物塊B(可視為質(zhì)點(diǎn))靜止在水平地面上,左端固定有輕彈簧,Q點(diǎn)為彈簧處于原長時(shí)的左端點(diǎn),P、Q間的距離為R,PQ段地面粗糙、滑動(dòng)摩擦因素為,Q點(diǎn)右側(cè)水平地面光滑,現(xiàn)將質(zhì)量為m的物塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))從圓弧軌道的最高點(diǎn)由靜止開始下滑,重力加速度為g。求:

(1)物塊A沿圓弧軌道滑至P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;

(2)彈簧被壓縮的最大彈性勢(shì)能(未超過彈性限度);

(3)物塊A最終停止位置到Q點(diǎn)的距離。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】(1)物塊A從靜止沿圓弧軌道滑至P點(diǎn),設(shè)速度大小為,

由機(jī)械能守恒定律有:

在最低點(diǎn)軌道對(duì)物塊的支持力為大小為,

由牛頓第二定律有:

聯(lián)立解得:,

由牛頓第三定律可知物塊軌道P點(diǎn)的壓力大小為3mg。

(2)設(shè)物塊A與彈簧接觸前瞬間的速度大小為,

由動(dòng)能定理有,,

當(dāng)時(shí),物塊A、物塊B具有共同速度v時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能最大,

由動(dòng)量守恒定律有:,

,

聯(lián)立解得

(3)設(shè)物塊A與彈簧分離時(shí),A、B的速度大小分別為,規(guī)定向右為正,則有,

,

聯(lián)立解得:,

設(shè)A最終停在Q點(diǎn)左側(cè)x處,由動(dòng)能定理有:,

解得

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】研究“蹦極”運(yùn)動(dòng)時(shí),在運(yùn)動(dòng)員身上安裝傳感器,用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)員在不同時(shí)刻下落的高度及速度。如圖甲,運(yùn)動(dòng)員(包括攜帶的全部設(shè)備)的質(zhì)量為60kg,彈性繩原長為10m,運(yùn)動(dòng)員從蹦極臺(tái)自由下落,據(jù)傳感器所測(cè)數(shù)據(jù),得到圖乙所示的速度v—位移x圖像。若“蹦極”過程中,運(yùn)動(dòng)員始終在空中,不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=10m/s2,則下列判斷正確的是( )

A. x=0x=10m的過程中,運(yùn)動(dòng)員處于超重狀態(tài)

B. x=10mx=16m的過程中,遠(yuǎn)動(dòng)員的加速度一直減小

C. v=15m/s時(shí),繩的彈力達(dá)到最大

D. x=0x=30m的過程中,運(yùn)動(dòng)員的重力勢(shì)能減少18000J

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】矩形導(dǎo)線框abcd固定在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)的方向與導(dǎo)線框所在的平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示,規(guī)定垂直紙面向里為磁場(chǎng)正方向,順時(shí)針方向?yàn)楦袘?yīng)電流正方向,水平向左為bc邊所受安培力F的正方向。下列圖象正確的是

A. B. C. D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長。圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經(jīng)過B處的速度最大,到達(dá)C處的速度為零,AC=h。圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A。彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g,則圓環(huán)(

A. 下滑過程中,加速度先增大后減小

B. 下滑過程中,克服摩擦力做的功為

C. 上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度

D. C處,彈簧的彈性勢(shì)能為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】我國繼嫦娥三號(hào)之后將于2018年發(fā)射嫦娥四號(hào),它將首次探秘月球背面,實(shí)現(xiàn)人類航天器在月球背面的首次著陸。為照亮嫦娥四號(hào)駕臨"月球背面之路,一顆承載地月中轉(zhuǎn)通信任務(wù)的中繼衛(wèi)星將在嫦娥四號(hào)發(fā)射前半年進(jìn)入到地月拉格朗日點(diǎn)。在該點(diǎn),地球、月球和中繼衛(wèi)星位于同一直線上,且中繼衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期與月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同,則(

A. 中繼衛(wèi)星的周期為一年

B. 中繼衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力僅由地球提供

C. 中繼衛(wèi)星的線速度小于月球運(yùn)動(dòng)的線速度

D. 中繼衛(wèi)星的加速度大于月球運(yùn)動(dòng)的加速度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)I、III,方向如圖所示,兩區(qū)域中間為寬為s的無磁場(chǎng)區(qū)II,有一邊長為L(L>s),電阻為R的均勻正方形金屬線框abcd置于I區(qū)域,ab邊與磁場(chǎng)邊界平行,現(xiàn)拉著金屬線框以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),則

A. 當(dāng)ab邊剛進(jìn)入中間無磁場(chǎng)區(qū)域II時(shí),ab兩點(diǎn)間的電壓為

B. 當(dāng)ab邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域III時(shí),拉力為

C. 把金屬線框從ab邊剛進(jìn)入II區(qū)域到完全拉入III區(qū)域過程中,拉力所做功為

D. 把金屬線框從ab邊剛進(jìn)入II區(qū)域到完全投入III區(qū)域過程中,磁通量的變化量為0

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一質(zhì)量為m、電量為q的小球在電場(chǎng)強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,以初速度沿直線ON做勻變速運(yùn)動(dòng),直線ON與水平面的夾角為若小球在初始位置的電勢(shì)能為零,重力加速度為g,且,則

A. 電場(chǎng)方向豎直向上

B. 小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為g

C. 小球最大高度為

D. 小球電勢(shì)能的最大值為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一汽缸固定在水平地面上,通過活塞封閉有一定質(zhì)量的理想氣體,活塞與缸壁的摩擦可忽略不計(jì),活塞的橫截面積。活塞與水平平臺(tái)上的物塊A用水平輕桿連接,在平臺(tái)上有另一物塊B,A、B的質(zhì)量均為,兩物塊與平臺(tái)間的摩擦因數(shù)。兩物塊間距為。開始時(shí)活塞距缸底,缸內(nèi)氣體壓強(qiáng) 等于外界大氣壓強(qiáng),溫度,F(xiàn)對(duì)汽缸內(nèi)的氣體緩慢加熱。求:()

物塊A開始移動(dòng)時(shí),汽缸內(nèi)的溫度;

物塊B開始移動(dòng)時(shí),汽缸內(nèi)的溫度

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于分子間相互作用力與分子間勢(shì)能,下列說法正確的是______________(選對(duì)1個(gè)給2分,選對(duì)2個(gè)給4分,選對(duì)3個(gè)給5分,沒選錯(cuò)一個(gè)扣3分,最低得分為0)

A.在10r0(r0為分子間作用力為零的間距,其值為10-10m,)距離范圍內(nèi),分子間總存在著相互作用的引力

B.分子間作用力為零時(shí),分子間的勢(shì)能一定是零

C.當(dāng)分子間作用力表現(xiàn)為引力時(shí),分子間的距離越大,分子勢(shì)能越小

D.分子間距離越大,分子間的斥力越小

E.兩個(gè)分子間的距離變大的過程中,分子間引力變化總是比斥力變化慢

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案