在賽車場(chǎng)上,為了安全起見(jiàn),車道外圍都固定上廢舊輪胎作為圍欄,當(dāng)車碰撞圍攔時(shí)起緩沖器作用.為了檢驗(yàn)廢舊輪胎的緩沖效果,在一次模擬實(shí)驗(yàn)中用彈簧來(lái)代替廢舊輪胎,實(shí)驗(yàn)情況如圖所示.水平放置的輕彈簧左側(cè)固定于墻上,處于自然狀態(tài),開(kāi)始賽車在A處處于靜止,距彈簧自由端的距離為L(zhǎng)1=1m當(dāng)賽車起動(dòng)時(shí),產(chǎn)生水平向左的牽引力恒為F=24N使賽車向左做勻加速前進(jìn),當(dāng)賽車接觸彈簧的瞬間立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)撤去F,賽車?yán)^續(xù)壓縮彈簧,最后被彈回到B處停下.已知賽車的質(zhì)量為m=2kg,A、B之間的距離為L(zhǎng)2=3m,賽車被彈回的過(guò)程中離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大小為v=4m/s,水平向右.求:
(1)賽車和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)彈簧被壓縮的最大距離;
(3)彈簧的最大彈性勢(shì)能.
分析:(1)從賽車離開(kāi)彈簧到賽車靜止的過(guò)程中,只有摩擦力做功,由動(dòng)能定理可以求出賽車和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù).
(2)從賽車開(kāi)始加速到賽車離開(kāi)彈簧過(guò)程中,應(yīng)用動(dòng)能定理可以求出彈簧的最大壓縮量.
(3)彈簧壓縮量最大時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能最大,從賽車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到彈簧壓縮量最大過(guò)程中,由能量守恒定律可以求出彈簧的最大彈性勢(shì)能.
解答:解:(1)從賽車離開(kāi)彈簧到B點(diǎn)靜止,
由動(dòng)能定理得:-μmg(L1+L2)=0-
1
2
mv2,解得μ=0.2;
(2)設(shè)彈簧被壓縮的最大距離是L,從賽車開(kāi)始加速到賽車離開(kāi)彈簧的整個(gè)過(guò)程,
由動(dòng)能定理得:FL1-μ(L1+2L)=
1
2
mv2-0,解得:解得:L=0.5m;
(3)彈簧壓縮量最大時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能最大,從賽車開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到彈簧壓縮量最大過(guò)程中,
由能量守恒定律得:FL1=EP+μ(L1+L),解得:EP=18J;
答:(1)賽車和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2;
(2)彈簧被壓縮的最大距離為0.5m;
(3)彈簧的最大彈性勢(shì)能為18J.
點(diǎn)評(píng):分析清楚賽車的運(yùn)動(dòng)過(guò)程與受力情況是正確解題的前提與關(guān)鍵,熟練應(yīng)用動(dòng)能定理、能量守恒定律即可正確解題;當(dāng)彈簧的壓縮量最大時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能最大.
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:

在賽車場(chǎng)上,為了安全起見(jiàn),車道外圍都固定上廢舊輪胎作為圍欄,當(dāng)車碰撞圍攔時(shí)起緩沖器作用.為了檢驗(yàn)廢舊輪胎的緩沖效果,在一次模擬實(shí)驗(yàn)中用彈簧來(lái)代替廢舊輪胎,實(shí)驗(yàn)情況如圖所示.水平放置的輕彈簧左側(cè)固定于墻上,處于自然狀態(tài),開(kāi)始賽車在A處處于靜止,距彈簧自由端的距離為L(zhǎng)1=1m.當(dāng)賽車起動(dòng)時(shí),產(chǎn)生水平向左的牽引力恒為F=24N使賽車向左做勻加速前進(jìn),當(dāng)賽車接觸彈簧的瞬間立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)撤去F,賽車?yán)^續(xù)壓縮彈簧,最后被彈回到B處停下.已知賽車的質(zhì)量為m=2kg,A、B之間的距離為L(zhǎng)2=3m,賽車被彈回的過(guò)程中離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大小為v=4m/s方向水平向右.求:
(1)賽車和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)彈簧被壓縮的最大距離;
(3)彈簧的最大彈性勢(shì)能.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

在賽車場(chǎng)上,為了安全起見(jiàn),在車道外圍一定距離處一般都放有廢舊的輪胎組成的圍欄.在一次比較測(cè)試中,將廢舊輪胎改為由彈簧連接的緩沖器,緩沖器與墻之間用輕繩束縛.如圖所示,賽車從C處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),牽引力恒為F,到達(dá)O點(diǎn)與緩沖器相撞(設(shè)相撞時(shí)間極短),而后他們一起運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)速度變?yōu)榱悖藭r(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)恰好熄滅(即牽引力變?yōu)榱悖阎愜嚺c緩沖器的質(zhì)量均為m,OD相距為S,CO相距4S,賽車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受地面摩擦力大小始終為
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,緩沖器的底面光滑,可無(wú)摩擦滑動(dòng),在O點(diǎn)時(shí)彈簧無(wú)形變.問(wèn):
(1)彈簧的最大彈性勢(shì)能為多少?
(2)賽車由C點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到被緩沖器彈回后停止運(yùn)動(dòng),賽車克服摩擦力共做了多少功?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

在賽車場(chǎng)上,為了安全起見(jiàn),車道外圍都固定上廢舊輪胎作為圍欄,當(dāng)車碰撞圍攔時(shí)起緩沖器作用.為了檢驗(yàn)廢舊輪胎的緩沖效果,在一次模擬實(shí)驗(yàn)中用彈簧來(lái)代替廢舊輪胎,實(shí)驗(yàn)情況如圖所示.水平放置的輕彈簧左側(cè)固定于墻上,處于自然狀態(tài),開(kāi)始賽車在A處處于靜止,距彈簧自由端的距離為L(zhǎng)1=1m。當(dāng)賽車起動(dòng)時(shí),產(chǎn)生水平向左的牽引力恒為F=24N使賽車向左做勻加速前進(jìn),當(dāng)賽車接觸彈簧的瞬間立即關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)撤去F,賽車?yán)^續(xù)壓縮彈簧,最后被彈回到B處停下.已知賽車的質(zhì)量為m=2kg,A、B之間的距離為L(zhǎng)2=3m,賽車被彈回的過(guò)程中離開(kāi)彈簧時(shí)的速度大小為v=4m/s,水平向右.求:

(1)賽車和地面間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(2)彈簧被壓縮的最大距離;

(3)彈簧的最大彈性勢(shì)能。

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科目:高中物理 來(lái)源:2010年廣東省高三上學(xué)期第二次月考物理試卷 題型:計(jì)算題

在賽車場(chǎng)上,為了安全起見(jiàn),在車道外圍一定距離處一般都放有廢舊的輪胎組成的圍欄。在一次比較測(cè)試中,將廢舊輪胎改為由輕彈簧連接的緩沖器,緩沖器與墻之間用輕繩束縛。如圖所示,賽車從C處由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),牽引力恒為F,到達(dá)O點(diǎn)與緩沖器相撞(設(shè)相撞時(shí)間極短),而后他們一起運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)速度變?yōu)榱悖藭r(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)恰好熄滅(即牽引力變?yōu)榱悖。已知賽車與緩沖器的質(zhì)量均為m,OD相距為S,CO相距4S,賽車運(yùn)動(dòng)時(shí)所受地面摩擦力大小始終為,緩沖器的底面光滑,可無(wú)摩擦滑動(dòng),在O點(diǎn)時(shí)彈簧無(wú)形變。問(wèn):

(1)輕彈簧的最大彈性勢(shì)能為多少?

(2)賽車由C點(diǎn)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到被緩沖器彈回后停止運(yùn)動(dòng),賽車克服摩擦力共做了多少功?

 

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