【題目】光滑水平桌面上,質(zhì)量為m=1kg的木塊(視為質(zhì)點)左端與輕彈簧相連,彈簧的另一端固定。木塊的右端與一輕細線連接,細線繞過光滑的質(zhì)量不計的輕滑輪,木塊開始靜止在O點,彈簧處于原長。在細線的另一端施加一豎直向下的大小為F=10N的恒力,如圖甲所示,木塊從O點由靜止開始向右運動。當(dāng)木塊運動至P點時,速度大小為v=1m/s,O、P兩點間的距離為l =0.1m。(彈簧均處于彈性限度內(nèi),不計空氣阻力和線的形變,重力加速度g10m/s2。)

(1)求木塊運動至P點時彈簧的彈性勢能。

(2)如果在細線的另一端懸掛一個質(zhì)量為M =3kg的重物,如圖乙所示,木塊從初始位置O由靜止開始向右運動,求當(dāng)木塊通過P點時的速度大小。

(3)已知在彈性限度內(nèi),勁度系數(shù)為k,形變量為x時,彈簧的彈性勢能為。在第(2)問給出的條件下,求出重物M由靜止下落到最低點過程中的最大速度是多少?

【答案】(1) 0.5J (2) m/s (3)1.5m/s

【解析】

(1)用力F拉木塊至P點時,設(shè)此時彈簧的彈性勢能為,根據(jù)功能關(guān)系得:

解得:

(2)懸掛鉤碼M時,當(dāng)木塊運動到P點時,彈簧的彈性勢能仍為,設(shè)木塊的速度為,由機械能守恒定律得:

解得:

(3)根據(jù):

解得:

當(dāng)重物速度最大時,有:

解得,當(dāng)重物速度最大時,彈簧的伸長量:

根據(jù):,

解得,當(dāng)重物速度最大時,彈簧的彈性勢能:

重物由開始下落到速度最大過程,由機械能守恒得:

解得,重物的最大速度:

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】為了測量電流表A的內(nèi)阻,實驗提供了如下器材:

A.待測電流表A(量程0200μA,內(nèi)阻r1約為200Ω)

B.電壓表V1(量程00.5V,內(nèi)阻r2約為1kΩ)

C.電壓表V2(量程03V,內(nèi)阻r3=3kΩ)

D.直流電源E(電動勢4V,內(nèi)阻不計)

E.定值電阻

F.滑動變阻器R2(最大阻值10Ω,允許通過的最大電流1.0A)

G.開關(guān)S一個,導(dǎo)線若干

1)為減小測量誤差,測量時要求電表的讀數(shù)不小于其量程的,且指針偏轉(zhuǎn)范圍較大,在提供的器材中,不需要的是:_____(填正確答案標(biāo)號)

2)兩位同學(xué)根據(jù)所選擇的實驗器材,分別設(shè)計出甲、乙兩種電路,合理正確的是___________;(填“甲”或“乙”)

3)測量后計算該電流表電阻阻值的表達式r1=___________,并說明表達式中各符號(題中已知的除外)的物理意義:___________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有兩根長直導(dǎo)線a、b互相平行放置,如圖所示為垂直于導(dǎo)線的截面圖.在圖中所示的平面內(nèi),O點為兩根導(dǎo)線連線的中點,MN為兩導(dǎo)線附近的兩點,它們在兩導(dǎo)線連線的中垂線上,且與O點的距離相等.若兩導(dǎo)線中通有大小相等、方向相同的恒定電流I,則關(guān)于線段MN上各點的磁感應(yīng)強度,下列說法中正確的是( )

A. M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相同

B. M點和N點的磁感應(yīng)強度大小相等,方向相反

C. 在線段MN上各點的磁感應(yīng)強度都不可能為零

D. 在線段MN上只有一點的磁感應(yīng)強度為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭的滿偏電流為0.25mA,內(nèi)阻為480 Ω。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別于兩表筆相連。該多用電表有5個擋位,5個擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆×100 Ω擋。

(1)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示。當(dāng)B端與“1”連接時,為直流電流2.5 mA擋,則多用電表讀數(shù)為________;當(dāng)B端與“3”連接時,為歐姆×100 Ω擋,則讀數(shù)為_________;當(dāng)B端與“5”連接時為直流電壓5 V擋,則讀數(shù)為_____________V。(所有結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)

(2)根據(jù)題給條件,計算可得: R1+R2= _________Ω, R4=_______Ω.

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【題目】用落體運動驗證機械能守恒定律的實驗。

(1)為進行該實驗,備有下列器材可供選擇:A.鐵架臺、B.電磁打點計時器、C.復(fù)寫紙片、D.紙帶、E.低壓直流電源、F.低壓交流電源、G.天平、H.秒表、I.導(dǎo)線、J.重錘。其中不必要的器材是________________(填對應(yīng)的字母),缺少的器材是________________。

(2)在實驗中,打點計時器所用電源頻率為50Hz,當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?/span>9.80m/s2,測得所用重物的質(zhì)量為1.00kg,如圖所示,O點為重錘下落的起點,選取連續(xù)的四個點AB、CD作為測量點,測得各點到O點的距離分別為63.00 cm、70.15 cm、77.75 cm85.67cm。那么,從起點O到打下計數(shù)點C的過程中重力勢能減少量是△Ep=_____J,此過程中物體動能的增加量△Ek=_____J;由此得出的結(jié)論是_________________________________________。 (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】如圖所示,a、b兩物塊質(zhì)量分別為m2m,用不計質(zhì)量的細繩相連接,懸掛在定滑輪的兩側(cè),不計滑輪質(zhì)量和一切摩擦.開始時,a、b兩物塊距離地面高度相同,用手托住物塊b,然后突然由靜止釋放,直至b物塊下降高度為h.在此過程中,下列說法正確的是(  )

A. 物塊a的機械能守恒

B. 物塊b機械能減少了

C. 物塊b重力勢能的減少量等于細繩拉力對它所做的功

D. 物塊a重力勢能的增加量大于其動能增加量

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【題目】如圖所示,物體在恒力的作用下沿曲線從A運動到B時突然使力反向,此后物體的運動情況是 ( )

A. 物體可能沿曲線Ba運動 B. 物體可能沿直線Bb運動

C. 物體可能沿曲線Bc運動 D. 物體可能沿曲線B返回A

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【題目】宇宙員在月球表面完成下面實驗:如圖所示,在一固定的豎直光滑圓弧軌道內(nèi)部最低點靜止一質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點),現(xiàn)突然給小球一瞬間水平初速度v0,剛好能使小球在豎直面內(nèi)做完整圓周運動. 已知圓弧軌道半徑為,月球的半徑為R,萬有引力常量為G.若在月球表面上發(fā)射一顆環(huán)月衛(wèi)星,所需最小發(fā)射速度為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在xoy平面內(nèi),第三象限內(nèi)的直線OM是電場與磁場的邊界,OM與負x軸成OM的左側(cè)空間存在著沿負x方向的勻強電場E,場強大小為,在OM的右側(cè)空間存在著垂直紙面向里的勻強磁場B,磁感應(yīng)強度大小為一不計重力的帶負電的粒子,從坐標(biāo)原點O沿y軸負方向以的初速度進入磁場,已知粒子的帶電量為,質(zhì)量為,求:

(1)帶電粒子第一次經(jīng)過磁場邊界的位置坐標(biāo);

(2)帶電粒子在磁場區(qū)域運動的總時間;

(3)帶電粒子最終離開電、磁場區(qū)域進入第一象限時的位置坐標(biāo).

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