【題目】如圖所示，是某興趣小組通過(guò)彈射器研究彈性勢(shì)能的實(shí)驗(yàn)裝置．半徑為R的光滑半圓管道（管道內(nèi)徑遠(yuǎn)小于R）豎直固定于水平面上，管道最低點(diǎn)B恰與粗糙水平面相切，彈射器固定于水平面上．某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一個(gè)可看作質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的小物塊，將彈簧壓縮至A處，已知A、B相距為L(zhǎng)．彈射器將小物塊由靜止開(kāi)始彈出，小物塊沿圓管道恰好到達(dá)最髙點(diǎn)C．已知小物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因素為μ，重力加速度為g，求：

（1）小物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度vB及小物塊在管道最低點(diǎn)B處受到的支持力；
（2）小物塊在AB段克服摩擦力所做的功；
（3）彈射器釋放的彈性勢(shì)能Ep ．

【答案】
（1）解：小物塊恰到C點(diǎn)，則有：VC=0

從B點(diǎn)到C點(diǎn)小物塊機(jī)械能守恒，則有： ，

解得： ．

B處，由牛頓第二定律得： ，

解得：FN=5mg．

答：小物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為 ，小物塊在管道最低點(diǎn)B處受到的支持力為5mg；


（2）解：小物塊在AB段克服摩擦力所做的功為：WfAB=μmgL．

答：小物塊在AB段克服摩擦力所做的功為μmgL；


（3）解：由能量守恒可知，彈射器釋放的彈性勢(shì)能為：Ep=WfAB+2mgR=mg（2R+μL）．

答：彈射器釋放的彈性勢(shì)能為mg（2R+μL）


【解析】（1）雙軌問(wèn)題小球過(guò)最高點(diǎn)的臨界速度是求解的前提，再利用機(jī)械能守恒和牛頓第二定律可以求解。
（2）直接用工的公式可以求解。
（3）高中階段求彈性勢(shì)能大部分是利用能量守恒或功能關(guān)系求解。

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，矩形線圈abcd與理想變壓器原線圈組成閉合電路，線圈在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的bc邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈面積為S，轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為ω，匝數(shù)為N，線圈電阻不計(jì)．下列說(shuō)法正確的是( )

A. 將原線圈抽頭P向下滑動(dòng)時(shí)，燈泡變亮

B. 線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，線圈最大磁通量為NBS

C. 圖示位置時(shí)，矩形線圈中磁通量的變化率最大

D. 若線圈abcd轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?/span>2ω，則變壓器原線圈電壓的有效值為NBSω

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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10kg的雪橇上，大人用與水平方向成370斜向上的100N的拉力拉雪橇，他們一起沿水平底面向前做勻速直線運(yùn)動(dòng)．（g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8）求：

（1）地面對(duì)雪橇的壓力大�。�

（2）雪橇與水平地面的動(dòng)摩擦因數(shù)的大��；

（3）地面對(duì)大人的摩擦力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在“練習(xí)使用多用電表”實(shí)驗(yàn)中，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）甲同學(xué)先用多用電表的歐姆擋“×100”測(cè)量標(biāo)有“220V 100W”的白熾燈的電阻時(shí)發(fā)現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn)角度過(guò)大，為了減小測(cè)量誤差，下列選項(xiàng)中合理的操作順序?yàn)?/span>__（填寫(xiě)選項(xiàng)前的字母）。

A．將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×1k”的位置

B．將選擇開(kāi)關(guān)旋轉(zhuǎn)到“×10”的位置

C．用兩表筆與白熾燈連接好并讀數(shù)

D．將兩表筆短接，進(jìn)行歐姆調(diào)零

（2）甲同學(xué)按正確的實(shí)驗(yàn)操作，指針停在如圖甲所示的位置，則此白熾燈電阻的測(cè)量值為_Ω。

（3）乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)該多用電表“直流50V”擋損壞了，但“直流10V”擋能正常使用。打開(kāi)電表外殼發(fā)現(xiàn)電路板上的電阻R2被燒壞了，如圖乙所示。若表頭A的滿偏電流為1mA，則應(yīng)用_____kΩ的電阻替換R2就可以修好“直流50V”擋。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖甲是某人站在力傳感器上做下蹲、起跳動(dòng)作的示意圖,中間的O表示人的重心.圖乙是根據(jù)傳感器采集到的數(shù)據(jù)畫(huà)出的力一時(shí)間圖線兩圖中a~g各點(diǎn)均對(duì)應(yīng),其中有幾個(gè)點(diǎn)在圖甲中沒(méi)有畫(huà)出.取重力加速度g=10m/s2,根據(jù)圖象分析可知

A. 人的重力為1500N

B. e點(diǎn)位置人處于失重狀態(tài)

C. c點(diǎn)位置人處于超重狀態(tài)

D. d點(diǎn)的加速度小于∫點(diǎn)的加速度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖1所示，巴鐵（又稱(chēng)“陸地空客”）是一種能有效緩解城市擁堵的未來(lái)交通工具，某實(shí)驗(yàn)室為了研究其運(yùn)行時(shí)的動(dòng)力學(xué)特性，制造了一輛質(zhì)量為200kg的模型車(chē)，該模型車(chē)在運(yùn)行時(shí)所受阻力為車(chē)重的0.08倍，某次試驗(yàn)中該車(chē)在25s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的v﹣t圖象如圖2所示，試求：

（1）模型巴鐵4s末的加速度大�。�
（2）0到5s內(nèi)模型巴鐵發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的牽引力大��；
（3）模型巴鐵在此25秒內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在半導(dǎo)體離子注入工藝中，初速度可忽略的磷離子P+和P3+，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里，有一定的寬度的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，如圖所示．已知離子P+在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)θ=30°后從磁場(chǎng)右邊界射出．在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，離子P+和P3+ (　　)

A. 在電場(chǎng)中的加速度之比為1:1

B. 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑之比為

C. 在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)過(guò)的角度之比為1:2

D. 離開(kāi)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的動(dòng)能之比為1:3

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，豎直放置的氣缸，活塞橫截面積為S=0.01m2，厚度不計(jì)．可在氣缸內(nèi)無(wú)摩擦滑動(dòng)．氣缸側(cè)壁有一個(gè)小孔，與裝有水銀的U形玻璃管相通．氣缸內(nèi)封閉了一段高為L(zhǎng)=50cm的氣柱（U形管內(nèi)的氣體體積不計(jì)）．此時(shí)缸內(nèi)氣體溫度為27℃，U形管內(nèi)水銀面高度差hl=5cm．已知大氣壓強(qiáng)p0=1.0×l05Pa，水銀的密度ρ=13.6×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2．

①求活塞的質(zhì)量m；

②若在活塞上緩慢添加M=26.7kg的沙粒時(shí)，活塞下降到距氣缸底部H=45cm處，求此時(shí)氣缸內(nèi)氣體的溫度．（活塞始終處在側(cè)壁小孔的上方）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】平行板電容器豎直安放如圖所示，兩板間距d=0.1m，電勢(shì)差U=1000V，現(xiàn)從平行板上A處以v0=3m/s初速度水平射入一帶正電小球（已知小球帶電荷量q=10﹣4C，質(zhì)量m=0.02kg），經(jīng)一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)小球打在A點(diǎn)正下方的B點(diǎn)，求：

（1）AB間的距離；
（2）若小球打在與B同一水平線上的+極板上，小球的初速度應(yīng)是多大？

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同步練習(xí)冊(cè)答案