【題目】如圖所示,光滑水平面上靜止著質(zhì)量m1=0.1kg的小球甲和質(zhì)量m2 =0.2kg的小球乙,兩球用輕繩連接并壓緊一輕彈簧,彈簧與兩小球均不拴接,初始時彈簧的壓縮量x=3cn;在甲球的右側(cè)x1處停放著質(zhì)量m3=0.3kg,半徑R=12cm圓弧槽丙,槽的各個表面均光滑,下端與水平面相切,F(xiàn)燒斷甲、乙之間的細(xì)線。且彈簧恢復(fù)原狀前,甲球沒有接觸槽內(nèi)。小球可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度g10 m/s2。求:

(1)x1至少為多少;

(2)若甲球恰好能到達(dá)圓弧槽丙的頂端A,初始時彈簧儲存的彈性勢能EP為多少;

(3)若初始時彈簧儲存的彈性勢能EP =1.20J,則甲球與圓弧槽丙作用后再次到達(dá)水平面時的速度為多少。

【答案】12cm;(20.24J;(3

【解析】

1)設(shè)彈簧恢復(fù)原狀的瞬間,甲球恰好沒有接觸圓弧槽丙,甲的速度大小為v1、位移為x1,乙的速度大小為v2、位移為x2,由動量守恒定律

0=m1v1-m2v2

則有

0=m1x1-m2x2

由于

x1+x2=x

解得

x1=2cm

2)彈簧恢復(fù)原狀時,甲的速度大小設(shè)為v1,乙的速度大小設(shè)為v2,由動量守恒和能量守恒得

0=m1v1-m2v2

解得

甲與丙作用,到達(dá)頂端A時,獲得的共同速度設(shè)為v3,由動量守恒和能量守恒得

由①②式得

3)由第(2)問知,若EP=1.20J,甲球會從圓弧槽丙的A端飛出做斜拋運(yùn)動,由于甲斜拋時與丙的水平速度相等,所以甲球下落時,還會再與丙作用一次,當(dāng)甲落回水平面時,相當(dāng)于甲、丙發(fā)生了一次彈性碰撞。

由①式知彈簧恢復(fù)原狀時,甲球獲得的速度v1=4.0m/s甲與丙發(fā)生彈性碰撞,設(shè)碰后甲的速度為、丙的速度為,由動量守恒和動能守恒得

解得

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】如圖所示,一質(zhì)量為 M,上表面為一半徑為 R 的半球面凹槽靜止于水平面上, 凹槽的最低點(diǎn)放一質(zhì)置為 m 的小球,不計一切摩擦和空氣阻力,現(xiàn)給小球一瞬時水平?jīng)_量,小球獲得初速度 v0,在以后運(yùn)動過程中。下列說法正確的是( )

A.若小球無法沖出凹槽,則小球能上升的最大高度

B.若小球不能沖出凹槽,則小球能上升的最大高度

C.若小球能沖出凹槽,小球有可能不會落回凹槽中

D.若小球能落回凹槽,則小球返回凹槽的最低點(diǎn)時,凹槽的速度一定最大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】自由長度為17cm的輕質(zhì)彈簧,勁度系數(shù)k2000 N/m,用其對水平面上重200 N的物體施加水平彈力。當(dāng)彈簧長度為21 cm時,物體恰能在水平面上做勻速直線運(yùn)動。所有操作均在彈簧彈性限度內(nèi),求:

1)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)。

2)當(dāng)物體在水平方向保持靜止,且彈簧長度為15cm時,物體受到的摩擦力多大?

3)如果在物體水平向右直線運(yùn)動時,突然使彈簧長度維持為16cm,在繼續(xù)向右滑行階段,物體受到的摩擦力的大小和方向如何?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】拿一個長約1.5m的玻璃筒,一端封閉,另一端有開關(guān),把金屬片和小羽毛放到玻璃筒里。把玻璃筒倒立過來,觀察它們下落的情況,然后把玻璃筒里的空氣抽出,再把玻璃筒倒立過來,再次觀察它們下落的情況,下列說法正確的是

A. 玻璃筒充滿空氣時,金屬片和小羽毛下落一樣快

B. 玻璃筒充滿空氣時,金屬片和小羽毛均做自由落體運(yùn)動

C. 玻璃筒抽出空氣后,金屬片和小羽毛下落一樣快

D. 玻璃筒抽出空氣后,金屬片比小羽毛下落快

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某興趣小組網(wǎng)購了一個多晶太陽能電池板,由于標(biāo)簽缺失,現(xiàn)欲測其電動勢及內(nèi)阻,操作如下:

(1)他們選用量程為15V的電壓表直接測量電池兩極間的電壓,電表指針位置如圖1所示,則電池電動勢約為________V

(2)為進(jìn)一步測量內(nèi)阻,他們擬用圖2所示的電路完成實(shí)驗(yàn),若圖中為理想電壓表,則電池電動勢E、內(nèi)阻r、電壓表示數(shù)U、電阻箱示數(shù)R之間的關(guān)系式為_________

(3)連接電路后,他們完成了下表中數(shù)據(jù)的測量與計算,然后以U為縱坐標(biāo)、為橫坐標(biāo)作出如圖3所示的圖線,則內(nèi)阻的測量值為________Ω。(保留3位有效數(shù)字)

(4)他們又用圖3的縱截距作為電動勢的測量值,則電動勢的測量值E_______ (填“>”“<"或”=“)電動勢的真實(shí)值E;若電壓表的真實(shí)內(nèi)阻為RV,電池的真實(shí)內(nèi)阻為r,則_______(用RVr表示)。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】2019721日晚,在鉆石聯(lián)賽倫敦站男子200米比賽中(400米的標(biāo)準(zhǔn)跑道),謝震業(yè)以1988的驚人成績獲得男子200米冠軍,并且打破亞洲紀(jì)錄!成為首個男子200米破20秒大關(guān)的黃種人選手,據(jù)悉謝震業(yè)的起跑反應(yīng)時間是0.168s,到達(dá)終點(diǎn)的速度約為10m/s。下列說法正確的是

A.1988指的是時刻

B.謝震業(yè)的位移大小為 200m

C.謝震業(yè)這次比賽的平均速度約為5m/s

D.謝震業(yè)的起跑反應(yīng)時間 0.168s,指的是時間間隔

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,鄉(xiāng)村公路等級越來越高,但汽車超速問題也日益凸顯,為此些特殊路段都設(shè)立了各式減速帶,F(xiàn)有輛汽車發(fā)現(xiàn)前方有減速帶,開始減速,減至某一速度,開始勻速運(yùn)動,勻速通過減速帶,然后再加速到原來速度。汽車行駛的vt圖象如圖所示,其中v為汽車的行駛速度,t為汽車行駛的速度。

1)求汽車勻減速、勻加速階段的加速度大小;

2)求汽車全程5s內(nèi)的總位移;

3)求汽車全程的平均速度。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,波源O沿y軸方向做簡諧運(yùn)動,所形成的橫波沿x軸正方向在兩種不同均勻介質(zhì)傳播,已知橫坐標(biāo)x表示在波的傳播方向上各質(zhì)點(diǎn)的平衡位置,介質(zhì)Ⅰ和Ⅱ的分界面在x=3m處。t=0時波源剛開始從平衡位置沿y軸正方向運(yùn)動,t=2sx=3m處的質(zhì)點(diǎn)剛開始振動且波源剛好第4次回到平衡位置,t=5sx=6m處的質(zhì)點(diǎn)剛開始振動且波源剛好第10次回到平衡位置,不計波傳播過程中的能量損失,則( 。

A.波從介質(zhì)Ⅰ進(jìn)入介質(zhì)Ⅱ中波長不變

B.波在介質(zhì)Ⅰ和Ⅱ中的波速之比為23

C.t=3sx=4m處的質(zhì)點(diǎn)剛好第一次到達(dá)波峰

D.t=6.5s時在x=0x=6m之間的波峰數(shù)目與波谷數(shù)目相等

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,處于自然狀態(tài)下的輕彈簧一端固定在水平地面上,一質(zhì)量為m的小球從彈簧正上方某處自由下落,彈簧的勁度系數(shù)為從小球與彈簧接觸開始直到彈簧被壓縮至最短的過程中,下列說法不正確的是( 。

A.小球的速度先增大后減小

B.小球的加速度先減小后增大

C.彈簧的最大形變量為

D.小球速度最大時彈簧的形變量為

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案