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在赛车场上,为了安全起见,车道外围都固定上废旧轮胎作为围栏,当车碰撞围拦时起缓冲器作用.为了检验废旧轮胎的缓冲效果,在一次模拟实验中用弹簧来代替废旧轮胎,实验情况如图所示.水平放置的轻弹簧左侧固定于墙上,处于自然状态,开始赛车在A处处于静止,距弹簧自由端的距离为L1=1m。当赛车起动时,产生水平向左的牵引力恒为F=24N使赛车向左做匀加速前进,当赛车接触弹簧的瞬间立即关闭发动机撤去F,赛车继续压缩弹簧,最后被弹回到B处停下.已知赛车的质量为m=2kg,A、B之间的距离为L2=3m,赛车被弹回的过程中离开弹簧时的速度大小为v=4m/s,水平向右.求:

(1)赛车和地面间的动摩擦因数;

(2)弹簧被压缩的最大距离;

(3)弹簧的最大弹性势能。

答案:(1) 0.2   (2)0.5m   (3)18J

解析:(1)从赛车离开弹簧到B点静止,由动能定理得:-μmg(L1+ L2)=0-mv2,

解得μ=0.2

(2)设弹簧被压缩的最大距离为L,从赛车加速到离开弹簧,由动能定理得:

FL1-μmg(L1+ 2L)=0-mv2,

解得:L=0.5m

(3)从赛车开始运动到压缩弹簧最短为止,由功能关系得:FL1-μmg(L1+L)=EP

解得:EP=18J

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

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(1)赛车和地面间的动摩擦因数;
(2)弹簧被压缩的最大距离;
(3)弹簧的最大弹性势能.

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(1)赛车和地面间的动摩擦因数;
(2)弹簧被压缩的最大距离;
(3)弹簧的最大弹性势能.

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在赛车场上,为了安全起见,在车道外围一定距离处一般都放有废旧的轮胎组成的围栏.在一次比较测试中,将废旧轮胎改为由弹簧连接的缓冲器,缓冲器与墙之间用轻绳束缚.如图所示,赛车从C处由静止开始运动,牵引力恒为F,到达O点与缓冲器相撞(设相撞时间极短),而后他们一起运动到D点速度变为零,此时发动机恰好熄灭(即牵引力变为零).已知赛车与缓冲器的质量均为m,OD相距为S,CO相距4S,赛车运动时所受地面摩擦力大小始终为
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,缓冲器的底面光滑,可无摩擦滑动,在O点时弹簧无形变.问:
(1)弹簧的最大弹性势能为多少?
(2)赛车由C点开始运动到被缓冲器弹回后停止运动,赛车克服摩擦力共做了多少功?

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(1)轻弹簧的最大弹性势能为多少?

(2)赛车由C点开始运动到被缓冲器弹回后停止运动,赛车克服摩擦力共做了多少功?

 

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