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劲度系数为k的轻质弹簧,一端连接质量为2m的物块P(可视为质点),另一端悬挂在天花板上。静止时,P位于O点,此时给P一个竖直向下的速度,让P在竖直方向上做简谐运动,测得其振幅为A。当P某次经过最低点时突然断裂成质量均为m的两个小物块BC,其中B仍与弹簧连接并做新的简谐运动,而C自由下落,求:

   (1)B所做的简谐运动的振幅。

   (2)B做简谐运动时经过O点时的速率。

(1)O点时,弹簧伸长量

B在最低点时,弹簧的伸长量

B的合力为零时,弹簧的伸长量

所以B做简谐运动的振幅

(2)由能量守恒可知,点运动到最低点的过程中有:

为弹簧弹性势能变化量)

同理可知, 从最低点回到点的过程中有:

解得:物块经过点时的速率

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科目:高中物理 来源:2012年普通高等学校招生全国统一考试江苏卷物理 题型:038

某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f.轻杆向右移动不超过l时,装置可安全工作.一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧,将导致轻杆向右移动14.轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦.

(1)若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x;

(2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度vm;

(3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度和撞击速度v的关系.

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(16 分)某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f. 轻杆向右移动不超过l 时,装置可安全工作. 一质量为m 的小车若以速度v0 撞击弹簧,将导致轻杆向右移动l4. 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦.

(1)若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x;
(2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度vm;
(3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度v’和撞击速度v 的关系.

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科目:高中物理 来源:2012年普通高等学校招生全国统一考试理综物理(江苏卷解析版) 题型:计算题

(16 分)某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f. 轻杆向右移动不超过l 时,装置可安全工作. 一质量为m 的小车若以速度v0 撞击弹簧,将导致轻杆向右移动l4. 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦.

(1)若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x;

(2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度vm;

(3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度v’和撞击速度v 的关系.

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f. 轻杆向右移动不超过 时,装置可安全工作. 一质量为m 的小车若以速度v0 撞击弹簧,将导致轻杆向右移动. 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦.

(1)若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x;

(2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度vm;

(3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度v’和撞击速度v 的关系.

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科目:高中物理 来源:2014届高一物体的平衡单元测试物理卷 题型:选择题

(12分)一重为G的小球,套于竖直放置的半径为R的光滑大圆环上,一劲度系数为k,自然长度L(L<2R)的轻质弹簧,其上端固定在大圆环的最高点,下端与小球相连,如图4-19所示,不考虑一切摩擦.求小球静止时弹簧与竖直方向的夹角.(静止时弹簧不竖直)

图4-19

【解析】:如图所示,连接BC,设弹簧与竖直方向夹角为θ,△ABC为直角三角形,AB=2Rcosθ,弹簧弹力大小为Fk(2RcosθL).小球受力情况如图所示,球受三力作用:重力G、弹力F、支持力N,球沿切线方向的合力为0,则

FsinθGsin2θ

k(2RcosθL)sinθG·2sinθcosθ

整理可得:cosθ

所以θ=arccos.

 

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