【題目】如圖所示,在豎直面內(nèi)有一個光滑弧形軌道,其末端水平,且與處于同一豎直面內(nèi)光滑圓形軌道的最低端相切,并平滑連接。AB兩滑塊(可視為質(zhì)點)用輕細繩拴接在一起,在它們中間夾住一個被壓縮的微小輕質(zhì)彈簧。兩滑塊從弧形軌道上的某一高度P點處由靜止滑下,當(dāng)兩滑塊剛滑入圓形軌道最低點時拴接兩滑塊的繩突然斷開,彈簧迅速將兩滑塊彈開,其中前面的滑塊A沿圓形軌道運動恰能通過圓形軌道的最高點,后面的滑塊B恰能返回P點。己知圓形軌道的半徑,滑塊A的質(zhì)量,滑塊B的質(zhì)量,重力加速度g,空氣阻力可忽略不計。求:

1)滑塊A運動到圓形軌道最高點時速度的大小;

2)兩滑塊開始下滑時距圓形軌道底端的高度h

3)彈簧在將兩滑塊彈開的過程中釋放的彈性勢能。

【答案】1m/s

208 m

34 J

【解析】

試題(1)設(shè)滑塊A恰能通過圓形軌道最高點時的速度大小為v2,根據(jù)牛頓第二定律有mAg=mA

v2==m/s

2)設(shè)滑塊A在圓形軌道最低點被彈出時的速度大小為v1,對于滑塊A從圓形軌道最低點運動到最高點的過程,根據(jù)機械能守恒定律,有

mAv12=mAg2R+mAv22

v1=6m/s

設(shè)滑塊AB運動到圓形軌道最低點速度大小為v0,對滑塊AB下滑到圓形軌道最低點的過程,根據(jù)動能定理,有(mA+mBgh=mA+mBv02

同理滑塊B在圓形軌道最低點被彈出時的速度大小也為v0,彈簧將兩滑塊彈開的過程,對于AB兩滑塊所組成的系統(tǒng)水平方向動量守恒,(mA+mBv0=mA v1-mBv0

解得:h=08 m

3)設(shè)彈簧將兩滑塊彈開的過程中釋放的彈性勢能為Ep,對于彈開兩滑塊的過程,根據(jù)機械能守恒定律,有mA+mBv02 + Ep=mAv12+mBv02

解得:Ep="4" J

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】如圖所示,兩根足夠長的直金屬導(dǎo)軌MN、PQ平行放置在傾角θ30°的絕緣斜面上,兩導(dǎo)軌間距為l0.5m,MP兩點間接有阻值為R的電阻。一根質(zhì)量為m0.1kg的均勻直金屬桿ab放在兩導(dǎo)軌上,并與導(dǎo)軌垂直,導(dǎo)軌和金屬桿的電阻可忽略。導(dǎo)軌的下端處于方向垂直斜面向下、磁感應(yīng)強度為B2T的勻強磁場中,磁場區(qū)域的寬度d1.2m,導(dǎo)體桿ab靜止在距磁場的上邊界s0.4m處。讓ab桿沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑,已知導(dǎo)體桿接近磁場下邊界時勻速運動,導(dǎo)軌和金屬桿接觸良好,不計它們之間的摩擦,重力加速度g10m/s2。求:

(1)導(dǎo)體桿剛進入磁場時,通過導(dǎo)體桿上的電流大小和方向;

(2)導(dǎo)體桿穿過磁場的過程中通過電阻R上的電荷量;

(3)導(dǎo)體桿穿過磁場的過程中整個電路產(chǎn)生的焦耳熱。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某簡諧橫波沿x軸正方向傳播,在時刻恰好傳播到處的A點,時,質(zhì)點A恰好第一次位于波峰位置,質(zhì)點P位于處,下列說法正確的是:(

A.該波的波速為

B.時質(zhì)點P的路程是0.12m

C.能與該波發(fā)生干涉的另一簡諧波的頻率是2.5Hz

D.質(zhì)點P第三次到達波峰的時刻是1.5s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖(a)所示,用一水平外力F拉著一個靜止在傾角為θ的光滑斜面上的物體,逐漸增大F,物體做變加速運動,其加速度a隨外力F變化的圖象如圖(b)所示,若重力加速度g10m/s2.根據(jù)圖中所提供的信息可以計算出(  )

A. 物體的質(zhì)量為2kg

B. 斜面的傾角為30°

C. 加速度為6m/s2時物體的速度

D. 加速度由2m/s2增加到6m/s2過程合力做的功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示是一列沿x軸方向傳播的機械波圖象,實線是t1=0時刻的波形,虛線是t2=1s時刻的波形。

1)求該列波可能的周期和波速;

2)若波速為5m/s,其傳播方向如何?請畫出質(zhì)點Pt1時刻為計時起點的振動圖像。(至少畫出一個周期,并在圖中標(biāo)上周期和振幅的數(shù)值)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,物體A B C放在光滑水平面上用細線a b連接,力F作用在A上,使三物體在水平面上運動,若在B上放一小物體D,D隨B一起運動,且原來的拉力F保持不變,那么加上物體D后兩繩中拉力的變化是(

A. Ta增大 B. Tb增大 C. Ta變小 D. Tb變小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,ABCDMNPQ均為邊長為l的正方形區(qū)域,且A點為MN的中點。ABCD區(qū)域中存在有界的垂直紙面方向勻強磁場,在整個MNPQ區(qū)域中存在圖示方向的勻強電場。質(zhì)量為m、電荷量為e的電子以大小為的初速度垂直于BC射入正方形ABCD區(qū)域,且都從A點進入電場,已知從C點進入磁場的粒子在ABCD區(qū)域中運動時始終位于磁場中,不計電子重力,求:

1)勻強磁場區(qū)域中磁感應(yīng)強度B的大小和方向;

2)要使所有粒子均能打在PQ邊上,電場強度E至少為多大;

3ABCD區(qū)域中磁場面積的最小值是多少。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,為兩個等量的正點電荷,在其連線中垂線上的點放一個負點電荷(不計重力),點為連線中垂線上一點且,點電荷點由靜止釋放經(jīng)點運動到點的過程中,下列說法正確的是(

A.點電荷的速度一定先增大后減小

B.點電荷的加速度一定先減小后增大

C.點電荷的電勢能一定先增大后減小

D.點電荷點電勢最大,動能為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】酒后駕駛會導(dǎo)致許多安全隱患,這是因為駕駛員的反應(yīng)時間變長。反應(yīng)時間是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間。下表中“思考距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到采取制動的時間內(nèi)汽車行駛的距離;“制動距離”是指駕駛員從發(fā)現(xiàn)情況到汽車停止行駛的距離(假設(shè)汽車制動時的加速度大小都相同)。

分析上表可知,下列說法正確的是( )

A. 駕駛員正常情況下反應(yīng)時間為2s

B. 駕駛員酒后反應(yīng)時間比正常情況下多0.5s

C. 駕駛員采取制動措施后汽車的加速度大小約為7.5m/s2

D. 若汽車以25m/s的速度行駛時,發(fā)現(xiàn)前方60m處有險情,正常駕駛不能安全停車

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