【題目】如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)，一輕質(zhì)彈簧下端固定在位置E，上端恰好與水平線(xiàn)CD齊平，靜止在傾角為θ=53°的光滑斜面上.一長(zhǎng)為L=1.8m的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)上，另一端系一質(zhì)量為m=1kg量的小球，將細(xì)繩拉至水平，使小球從位置A由靜止釋放，小球到達(dá)最低點(diǎn)B時(shí)，細(xì)繩剛好被拉斷.之后小球恰好沿著斜面方向撞上彈簧上端并將彈簧壓縮，最大壓縮量為x=0.5m取.，求：

（1）細(xì)繩受到的拉力最大值；

（2）M點(diǎn)到水平線(xiàn)CD的高度h；

（3）彈簧所獲得的最大彈性勢(shì)能

【答案】（1）30N（2）3.2m（3）54J

【解析】試題分析：（1）根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小球在B點(diǎn)的速度，再根據(jù)豎直方向上的合力提供向心力，運(yùn)用牛頓第二定律求出繩子的最大拉力．

（2）球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恰好沿斜面方向?qū)椈蓧嚎s，知繩子斷裂后，做平拋運(yùn)動(dòng)，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律求h．

（3）根據(jù)速度的合成求出A點(diǎn)的速度，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒求出彈簧的最大彈性勢(shì)能．

解：（1）小球由A到B，由機(jī)械能守恒定律得：mgL=mv12，

解得：v1=6m/s，

在B點(diǎn)，由牛頓第二定律得：Tm﹣mg=m，

解得：Tm=30N；

由牛頓第三定律知細(xì)繩所能承受的最大拉力為30N．

（2）由B到C，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，

豎直方向：vy2=2gh，

由tan53°=，

聯(lián)立解得h=3.2m，

（3）小球從A點(diǎn)到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中，小球與彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，即：

Ep=mg（L+h+xsin 53°）

代入數(shù)據(jù)得：Ep=54J．

答：（1）細(xì)繩受到的拉力的最大值為30 N．

（2）D點(diǎn)到水平線(xiàn)AB的高度h為3.2m．

（3）彈簧所獲得的最大彈性勢(shì)能Ep為54J．

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】如圖所示兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為、，MN是兩個(gè)點(diǎn)電荷連線(xiàn)的中垂線(xiàn)，P是中垂線(xiàn)上的一點(diǎn)，下列哪種情況能使P點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向指向MN的左側(cè)

A. 、都是正電荷，且<

B. 是正電荷，是負(fù)電荷，且

C. 是負(fù)電荷，是正電荷，且

D. 、都是負(fù)電荷，且

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，河寬L＝200 m，越到河中央河水的流速越大，且流速大小滿(mǎn)足u＝0.2x(x是離最近的河岸的距離)．一小船在靜水中的速度v＝10 m/s，小船自A處出發(fā)，渡河時(shí)，船頭始終垂直河岸方向，到達(dá)對(duì)岸B處．設(shè)船的運(yùn)動(dòng)方向與水流方向的夾角為θ，下列說(shuō)法正確的是(　　)

A. 小船渡河時(shí)間大于20 s

B. A、B兩點(diǎn)間距離為200 m

C. 到達(dá)河中央前小船加速度大小為0.2 m/s2

D. 在河中央時(shí)，θ最小，且tan θ＝0.5

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在水平粗糙地面上，使同一物體由靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，第一次是斜向上拉， 第二次是斜下推，兩次力的作用線(xiàn)與水平方向的夾角相同，力的大小也相同，位移大小也相同，則

A. 力F對(duì)物體做的功相同，合力對(duì)物體做的總功也相同

B. 力F對(duì)物體做的功相同，合力對(duì)物體做的總功不相同

C. 力F對(duì)物體做的功不相同，合力對(duì)物體做的總功相同

D. 力F對(duì)物體做的功不相同，合力對(duì)物體做的總功也不相同

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】(15分)如圖所示，虛線(xiàn)OC與y軸的夾角θ=60°，在此角范圍內(nèi)有一方向垂直于xOy平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。虛線(xiàn)OC與x軸所夾范圍內(nèi)有一沿x軸正方向、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子a(不計(jì)重力)從y軸的點(diǎn)M（0，L）沿x軸的正方向射入磁場(chǎng)中。求：

（1）要使粒子a從OC邊界離開(kāi)磁場(chǎng)后豎直向下垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)后從x軸上的P點(diǎn)（圖中未畫(huà)出）離開(kāi)，則該粒子射入磁場(chǎng)的初速度v1和OP的距離分別為多大？

（2）若大量粒子a同時(shí)以從M點(diǎn)沿xOy平面的各個(gè)方向射入磁場(chǎng)中，則從OC邊界最先射出的粒子與最后射出的粒子的時(shí)間差。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】穿過(guò)某閉合回路的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖象分別如圖中的①~④所示，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 圖①有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，且大小恒定不變

B. 圖②產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一直在變大

C. 圖③在時(shí)間內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的2倍

D. 圖④產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)先變大再變小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】由于萬(wàn)有引力定律和庫(kù)侖定律都滿(mǎn)足平方反比律，因此引力場(chǎng)和電場(chǎng)之間有許多相似的性質(zhì)，在處理有關(guān)問(wèn)題時(shí)可以將它們進(jìn)行類(lèi)比。例如電場(chǎng)中反映各點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量是電場(chǎng)強(qiáng)度，其定義式為E=F/q。在引力場(chǎng)中可以有一個(gè)類(lèi)似的物理量用來(lái)反映各點(diǎn)引力場(chǎng)的強(qiáng)弱。設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，地球表面處重力加速度為g，引力常量為G，如果一個(gè)質(zhì)量為m的物體位于距地心3R處的某點(diǎn)，則下列表達(dá)式中能反映該點(diǎn)引力場(chǎng)強(qiáng)弱的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的三顆人造衛(wèi)星。下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A. b、c的線(xiàn)速度大小相等，且大于a的線(xiàn)速度

B. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度

C. b、c運(yùn)行周期相同，且大于a的運(yùn)行周期

D. b、c受到的萬(wàn)有引力大小相等，且小于a受到的萬(wàn)有引力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)有水平向右、場(chǎng)強(qiáng)為E=1×104N/C的勻強(qiáng)電場(chǎng)．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一根長(zhǎng)L="2" m的絕緣細(xì)線(xiàn)，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為0．08 kg的帶電小球，它靜止時(shí)懸線(xiàn)與豎直方向成37°角，若小球獲得初速度恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，取小球在靜止時(shí)的位置為電勢(shì)能零點(diǎn)和重力勢(shì)能零點(diǎn)，cos37°＝0．8，g取10 m/s2．下列說(shuō)法正確

A．小球的帶電荷量q=6×10－5C

B．小球動(dòng)能的最小值為1J

C．小球在運(yùn)動(dòng)至圓周軌跡上的最高點(diǎn)時(shí)有機(jī)械能的最小值

D．小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的電勢(shì)能和機(jī)械能之和保持不變，且為4J

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