练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    6．如图所示，轻质弹簧的一端固定在地面上，另一端与质量为M=1.5Kg的薄木板A相连，质量为m=0.5Kg的小球B放在木板A上，弹簧的劲度系数为k=2000N/m．现有一竖直向下、大小F=20N的力作用在B上且系统处于静止状态，在B球正上方处由一四分之一内壁光滑竖直圆弧轨道，圆弧半径R=0.4m，圆弧下端P点距离距离弹簧原长位置高度为h=0.6m．撤去外力F后，B竖直上升最终从P点切入原轨道，到达Q点的速度为vQ=4m/s．求：
    （1）球B在P点和Q点时分别对轨道的压力
    （2）AB分离时的速度v
    （3）撤去F瞬间弹簧的弹性势能Ep．

    分析 （1）小球从P到Q做圆周运动，由动能定理可求出球B在P点的速度，在P点，由轨道的支持力提供向心力．由牛顿第二定律求出轨道对球的支持力．在Q点由重力和轨道的压力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出轨道对球的支持力，再由牛顿第三定律求解；
    （2）AB在弹簧原长处分离后，B上升过程中，只有重力做功，其机械能守恒，据此定律列式即可求得v；
    （3）先根据胡克定律和平衡条件求出开始有F作用时弹簧被压缩的长度．从撤去力F瞬间到AB分离过程，由机械能守恒求弹簧的弹性势能Ep．

    解答 解：（1）设球在Q点时轨道对球压力为N．根据牛顿第二定律有：
    N+mg=m$\frac{{v}_{Q}^{2}}{R}$        
    则得：N═m$\frac{{v}_{Q}^{2}}{R}$-mg=15N   
    由牛顿第三定律知，球对轨道压力为：N′=N=15N
    球从P到Q的过程，由动能定理得：
    -mgR=$\frac{1}{2}$mvQ2-$\frac{1}{2}$mvp2     
    可得：vp2=24（m/s）2     
    在P点，由牛顿第二定律有，轨道对球的支持力为：NP=m$\frac{{v}_{P}^{2}}{R}$=30N  
    由牛顿第三定律得，球对轨道压力为：NP′=NP=15N
    （2）AB在弹簧原长处分离后，B上升机械能守恒，有：
    $\frac{1}{2}$mv2=mg（R+h）+$\frac{1}{2}$mvQ2           
    解得：v=6m/s                         
    （3）撤去F到弹簧恢复原长AB分离上升H，根据胡克定律和平衡条件得：
    kH=F+（m+M）g                  
    解得：H=0.02m                        
    此过程机械能守恒，则得：
    Ep=（m+M）gH+$\frac{1}{2}$（m+M）v2      
    代入数据得到：Ep=36.4J        
    答：（1）球B在Q点时对轨道的压力是15N；
    （2）AB分离时的速度v是6m/s；
    （3）撤去F瞬间弹簧的弹性势能Ep是36.4J．

    点评 本题是较为复杂的力学综合题，关键要分析物体的运动过程和状态，选择研究对象，把握每个过程和状态的物理规律．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．用细绳拴住一球，在水平面上做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（　　）
    A．当转速不变时，绳短易断B．当角速度不变时，绳短易断
    C．当线速度不变时，绳长易断D．当周期不变时，绳长易断

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    17．跳台滑雪是勇敢者的运动，它是利用依山势特别建造的跳台进行的．运动员穿着专用滑雪板，不带雪仗在助滑路上取得高速后起跳，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动极为壮观．如图所示，设一位质量为60kg的运动员由a点沿水平方向跃起，到b点着陆，测得a、b间距离L=40m，山坡倾角θ=300，不计空气阻力，g取10m/s2．
    （1）求运动员在空中的飞行时间；
    （2）求运动员起跳时的速度；
    （3）若以过b点的水平面为重力势能的参考面，求运动员起跳时的机械能．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    1．小船在静水中速度为3m/s，它在一条水流速度为4m/s、河宽为150m的河中渡河，则（　　）
    A．小船渡河时间可能为40s
    B．小船渡河时间至少需30s
    C．小船在用50s时间渡河的情况下，到对岸时被沿河岸冲下250m
    D．小船不可能垂直河岸正达对岸

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    11．某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
    （1）如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是F′．
    （2）本实验采用的科学方法是B．
    A．理想实验法            B．等效替代法
    C．控制变量法            D．建立物理模型法
    （3）实验时，主要的步骤是：
    A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
    B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
    C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O．记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
    D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
    E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；
    F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．
    上述步骤中：①有重要遗漏的步骤的序号是C和E；
    ②遗漏的内容分别是记下两条细绳的方向和使橡皮条伸长到O点．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    18．假设髙速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶．甲车在前，乙车在后．速度均为v0=30m/s．距离s0=l00m．t=0时刻甲车遇紧急情况后，甲、乙两车的加速度随时间变化如图所示．取运动方向为正方向．下面说法正确的是（　　）
    A．t=6s时两车等速B．t=6s时两车距离最近
    C．0-6s内两车位移之差为80mD．两车0-9s在内会相撞

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    1．某学校甲同学设计了一研究平抛运动的实验，取一内壁光滑的长圆桶．在圆桶的O点处钻一个恰能让一小球通过的小孔（球半径很小），在圆桶外侧安装好支架，支架与圆桶衔接处水平且过渡平滑，如图甲所示．他在内壁上粘上一层复写纸，再将一张白纸附在圆筒内壁，并用透明胶带固定．在与圆桶小孔对应的白纸和复写纸处，开出一能让小球自由出入的小孔．利用重锤线在白纸高处、低处标上两点，用以制作通过O点的y坐标轴．

    将小球放置在支架的档板处，由静止释放，小球通过O点后，在圆桶内壁上多次反弹．实验后，取下白纸，得小球打击后留下的印记．发现O、B、D在一竖直线上，A、C在另一竖直线上，经测量OA的水平距离为9.42cm，OA的竖直距离为4.9cm．（π取3.14，g取9.8m/s2）
    ①乙同学提出关于本实验的几点注意事项如下，其中说法正确的是A
    A．支架末端应保持水平
    B．挡板的位置不宜过高
    C．粘贴到圆筒时，白纸边缘应水平
    D．安装支架时，支架末端出口处即图中的O点
    ②根据OA的位置，甲同学可计算出小球自O点射入圆筒的瞬时速度v0=0.6m/s
    ③根据计算所得v0，考虑到小球与圆筒碰撞过程中存在能量损失，所以实际测量OD的竖直距离大于理论值．（填“小于”、“等于”或“大于”）．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    2．“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，分别称为高音扬声器和低音扬声器．音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，据此可以确定甲扬声器是低音扬声器（高音扬声器或低音扬声器），L2的作用是过滤低频信号．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案