【題目】如圖所示,一光滑桿固定在底座上,構(gòu)成支架,放置在水平地面上,光滑桿沿豎直方向,一勁度系數(shù)為 k的輕彈簧套在光滑桿上,一套在桿上的圓弧從距彈簧上端H處由靜止釋放,接觸彈簧后,將彈簧壓縮,彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi)。已知圓環(huán)的質(zhì)量為m,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,取豎直向下為正方向,圓弧剛接觸彈簧時的位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O,建立x軸。

1)請畫出彈簧彈力F隨壓縮量x變化的圖線;并根據(jù)圖像確定彈力做功的規(guī)律。

2)求圓環(huán)下落過程中的最大動能;

3)證明在圓環(huán)壓縮彈簧的過程中機(jī)械能是守恒的。

【答案】1, ;(2;(3.

【解析】試題分析:(1根據(jù)胡克定律作出F-x圖象,圖象與x軸圍成的面積表示彈力做的功;(2)當(dāng)圓環(huán)所受合力為零時,其最大動能,根據(jù)動能定理可求出最大動能;(3取圓環(huán)與彈簧為一個整體,在圓環(huán)壓縮彈簧的過程中,整體機(jī)械能守恒.

1)由胡可定律可知,其關(guān)系如圖所示

由圖中面積可知彈簧彈力做功

2)在圓環(huán)下落過程中,當(dāng)所受合力為零時,其有最大動能

此時彈簧壓縮量為,

由動能定理可得

聯(lián)立可得

3)圓環(huán)接觸彈簧后,設(shè)在某位置系統(tǒng)動能、重力勢能、彈簧彈性勢能分別為,在另一位置系統(tǒng)動能、重力勢能、彈簧彈性勢能分別為。則

由重力做功與重力勢能的關(guān)系可知

由彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系可知

又由動能定理可得

聯(lián)立可得

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】圖為“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖.砂和砂桶的總質(zhì)量為m,小車和砝碼的總質(zhì)量為M.實(shí)驗(yàn)中用砂和砂桶總重力的大小作為細(xì)線對小車?yán)Φ拇笮。?/span>

(1)實(shí)驗(yàn)中,為了使細(xì)線對小車的拉力等于小車所受的合外力,先調(diào)節(jié)長木板一端滑輪的高度,使細(xì)線與長木板平行.接下來還需要進(jìn)行的一項(xiàng)操作是____

A.將長木板水平放置,讓小車連著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶,給打點(diǎn)計(jì)時器通電,調(diào)節(jié)m的大小,使小車在砂和砂桶的牽引下運(yùn)動,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動

B.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨龋屝≤囘B著已經(jīng)穿過打點(diǎn)計(jì)時器的紙帶,撤去砂和砂桶,給打點(diǎn)計(jì)時器通電,輕推小車,從打出的紙帶判斷小車是否做勻速運(yùn)動

C.將長木板的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,撤去紙帶以及砂和砂桶,輕推小車,觀察判斷小車是否做勻速運(yùn)動

(2)實(shí)驗(yàn)中要進(jìn)行質(zhì)量mM的選取,以下最合理的一組是____

A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

B.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

C.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

D.M=400 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

(3)下圖是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,ABC、D、E、F、G7個相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰的兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個點(diǎn)未畫出,量出相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為:sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm,sEF=5.91 cm,sFG=6.34 cm.已知打點(diǎn)計(jì)時器的工作頻率為50 Hz,則小車的加速度大小a________m/s2.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在“探究決定導(dǎo)體電阻的因素”的實(shí)驗(yàn)中,需要測量導(dǎo)體(如合金絲)的長度、橫截面積和電阻,進(jìn)而用控制變量的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

(1)將合金絲緊密地并排繞制成一個線圈,用刻度尺測出它的寬度,如圖甲所示線圈的寬度是______________cm,用寬度除以圈數(shù),就是合金絲的直徑;把合金絲拉直,用刻度尺量出它的長度。

(2)采用圖乙所示的電路圖進(jìn)行電阻的測量,這種測量電阻的方法由于____________(選填“電壓表”或“電流表”)的測量值與真實(shí)值不同,會使得電阻阻值的測量值_____________真實(shí)值(選填“大于”、“小于”或“等于”)。

(3)圖丙是測量合金絲阻值的實(shí)驗(yàn)器材實(shí)物圖,圖中已連接了部分導(dǎo)線,滑動變阻器的滑片P置于變阻器的一端。請根據(jù)圖乙電路圖補(bǔ)充完成圖丙中實(shí)物間的連線,并使閉合開關(guān)的瞬間,電壓表或電流表不至于被燒壞______。

(4)請對圖乙電路從理論上進(jìn)行分析:當(dāng)滑動變阻器的滑片Pa端向b端滑動時,電阻Rx的電流Ix隨滑動變阻器a、P之間的電阻RaP的變化而變化,下列反映IxRaP關(guān)系的示意圖中可能正確的是__________(不計(jì)電源內(nèi)阻,將電表視為理想電表,不考慮溫度對電阻的影響。請將正確選項(xiàng)的字母填在橫線上)。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,由相同導(dǎo)線制成的兩個金屬圓環(huán)a、b置于勻強(qiáng)磁場中,磁場方向與圓環(huán)所在平面垂直。磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增大,兩圓環(huán)半徑之比為2:1,圓環(huán)中產(chǎn)生的感應(yīng)電流分別為,不考慮兩圓環(huán)間的相互影響,下列說法正確的是

A. ,感應(yīng)電流均沿逆時針方向

B. ,感應(yīng)電流均沿順時針方向

C. ,感應(yīng)電流均沿逆時針方向

D. ,感應(yīng)電流均沿順時針方向

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】跳臺滑雪是冬奧會的比賽項(xiàng)目之一,如圖位移簡化后的跳臺滑雪的雪道示意圖。助滑坡由ABBC組成,AB為斜坡,BCR=10m的圓弧面,二者相切與B點(diǎn),與水平面相切于C,AC豎直高度差CD為豎直跳臺,運(yùn)動員連通滑雪裝備總質(zhì)量為80kg,從A點(diǎn)由靜止滑下,通過C點(diǎn)水平飛出,飛行一段時間落到著陸到DE上,CE間水平方向的距離x=100m,豎直高度差為,不計(jì)空氣阻力,取,求:

1)運(yùn)動員到達(dá)C點(diǎn)的速度大;

2)運(yùn)動員到達(dá)C點(diǎn)時對滑道的壓力大。

3)運(yùn)動員由A滑到C雪坡阻力做了多少功.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,M、N為兩個等量同種電荷,在其連線的中垂線上的P點(diǎn)放一靜止的點(diǎn)電荷q負(fù)電荷,不計(jì)重力,下列說法中正確的是()

A點(diǎn)電荷在從PO的過程中,加速度越來越大,速度也越來越大

B點(diǎn)電荷在從PO的過程中,加速度越來越小,速度越來越大

C點(diǎn)電荷運(yùn)動在O點(diǎn)時加速度為零,速度達(dá)最大值

D點(diǎn)電荷越過O點(diǎn)后,速度越來越小,加速度越來越大,直到粒子速度為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,靜止在水平地面上的物塊A,受到水平拉力的作用,F與時間t的關(guān)系如圖乙所示。設(shè)物塊與地面間的最大靜摩擦力fmax的大小等于滑動摩擦力,則下列說法正確的是

A. 0-t1時間內(nèi)物塊受到的摩擦力保持不變

B. t3-t4時間內(nèi)物塊受到的摩擦力保持不變

C. t2時刻拉力F的功率一定最大

D. t3時刻拉力F的功率一定最大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在研究影響通電導(dǎo)體棒所受磁場力的因素實(shí)驗(yàn)中,要使導(dǎo)體棒擺動幅度增大,以下操作中不可行的是( )

A. 減少磁鐵的數(shù)量 B. 更換成磁性較弱的磁鐵

C. 改變導(dǎo)體棒中的電流方向 D. 增大導(dǎo)體棒中的電流強(qiáng)度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】家用電熱滅蚊器電熱部分的主要元件是PTC元件,PTC元件是鈦酸鋇半導(dǎo)體制成的電阻器,其電阻率ρ與溫度t關(guān)系如圖所示,由于各種特性,PTC元件具有發(fā)熱和控溫雙重功能,對此下列判斷正確的是(

A. 通電后其功率先增大后減小

B. 通電后其功率先減小后增大

C. PTC產(chǎn)生熱量與散發(fā)熱量相同時,溫度保持在t1

D. PTC產(chǎn)生熱量與散發(fā)熱量相同時,溫度保持在t1~t2之間的某一溫度不變

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