如圖所示,一條輕質(zhì)彈簧左端固定在水平桌面上,右端放一個可視為質(zhì)點的小物塊,小物塊的質(zhì)量為m=1.0 kg,當彈簧處于原長時,小物塊靜止于O點,現(xiàn)對小物塊施加一個外力,使它緩慢移動,壓縮彈簧(壓縮量為x=0.1 m)至A點,在這一過程中,所用外力與壓縮量的關系如圖所示。然后釋放小物塊,讓小物塊沿桌面運動,已知O點至桌邊B點的距離為L=2x。水平桌面的高為h=5.0 m,計算時,可用滑動摩擦力近似等于最大靜摩擦力。(g取10 m/s2)

求:(1)在壓縮彈簧過程中,彈簧存貯的最大彈性勢能;

(2)小物塊到達桌邊B點時速度的大;

(3)小物塊落地點與桌邊B的水平距離。

解:(1)彈簧存貯的彈性勢能為:EPWFWf=2.3 J  (3分)

(2) vB=2 m/s  (3分)

(3)水平距離svBt=2 m  (2分)


解析:

解:(1)從Fx圖中看出,小物塊與桌面的動摩擦力大小為f=1.0 N,在壓縮過程中,摩擦力做功為Wff·x

-0.1 J(3分)

由圖線與x軸所夾面積(如圖),可得外力做功為

WF=(1+47)×0.1÷2=2.4 J  (3分)

所以彈簧存貯的彈性勢能為:EPWFWf=2.3 J  (3分)

(2)從A點開始到B點的過程中,由于L=2x,

摩擦力做功為Wff·3x=0.3 J  (1分)

對小物塊用動能定理有:

EpWfmv  (3分)

解得:vB=2 m/s  (3分)

(3)物塊從B點開始做平拋運動

hgt2  (3分)

下落時間t=1 s  (1分)

水平距離svBt=2 m  (2分)

說明:用其他方法計算,如第(1)問用Epkx2來計算,請參照上面給分辦法相應給分。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:新五星級題庫高中物理 題型:013

原來靜止的兩小車,用一條被壓縮的輕質(zhì)彈簧連接,如圖所示.如果A車的質(zhì)量為mA2 kgB車的質(zhì)量為A車的2倍,彈簧彈開的時間為0.1 s,彈開后B車的速度為vB1 m/s,則B車所受的平均作用力是

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A.0.4 N

B.40 N

C.4 N

D.20 N

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科目:高中物理 來源: 題型:

原來靜止的兩小車,用一條被壓縮的輕質(zhì)彈簧連接,如圖所示.如果A車的質(zhì)量為mA=2㎏,B車的質(zhì)量為A車的2倍,彈簧彈開的時間為0.1s,彈開后B車的速度為vB=1m/s,則B車所受的平均作用力是        (        ).

(A)0.4N                (B)40N                        (C)4N                        (D)20N

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