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(14分)如图甲,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面,一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m的滑块从距离弹簧上端为s0处由静止释放,设滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。

(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1
(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求滑块从静止释放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W
(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题中所指的物理量。(本问不要求写出计算过程)
(1)
(2)(或)(3)

试题分析:(1)滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动,设加速度大小为a,则有
mgsin=ma         2分
       2分
        2分
(2)滑块速度最大时受力平衡,设此时弹簧压缩量为,则有
         2分
从静止释放到速度达到最大的过程中,由动能定理得
       2分
         2分

(3)从开始下滑到和弹簧接触之前,滑块做匀加速运动直线运动,接触弹簧后,滑块先做加速度不断减小的加速运动,直到速度达到最大,随后滑块再做加速度不断增大的减速运动,直到速度减为零,速度随时间的变化图象如下图所示:
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一轻弹簧左端固定在长木板m2的左端,右端与小木块m1连接,且m1、m2及m2与地面之间接触面光滑,开始时m1和m2均静止,现同时对m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2,从两物体开始运动以后的整个过程中,对m1、m2和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度),下列说法正确的是(      )
A.由于F1、F2等大反向,故系统机械能守恒
B.由于F1、F2分别对m1、m2做正功,故系统动能不断增加
C.由于F1、F2分别对m1、m2做正功,故系统机械能不断增加
D.当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,m1、m2的动能最大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图甲所示,平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k,一端固定在倾角为θ的斜面底端,另一端与物块A连接;两物块A、B质量均为m,初始时物块均静止。现用平行于斜面向上的拉力F拉动物块B,使B做加速度为a的匀加速运动,两物块在开始一段时间内的v-t图象如图乙所示(t1时刻A、B的图线相切,t2时刻对应A图线的最高点),重力加速度为g,则                                                           

A.A达到最大速度时的位移mgsinθ/k
B.拉力F的最小值为mgsinθ+ma
C.A、B分离时t1=
D.A、B分离前,A、B和弹簧系统机械能增加,A和弹簧系统机械能增加

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在电梯内的地板上,竖直放置一根轻质弹簧,弹簧上端固定一个质量为m的物体。当电梯匀速运动时,弹簧被压缩了x,某时刻后观察到弹簧又被压缩了x/10,则电梯在此时刻后的运动情况可能是(   )
A.以大小为11g/10的加速度加速上升
B.以大小为11g/10的加速度减速上升
C.以大小为g/10的加速度加速下降
D.以大小为g/10的加速度减速下降

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,质量m=0.2kg的小滑块从固定的粗糙斜面底端以平行于斜面的速度v0=18m/s滑上斜面。已知斜面倾角=37?,小滑块与斜面间的动摩擦因数u=0.15,斜面足够长,重力加速度g=10m/s2,sin=0.6,cos=0.8求:

(1)小滑块向上滑动的时间t是多少?
(2)小滑块上滑的最大高度h是多大?
(3)小搰块从底端出发到回到底端的过程中,减少的机械能ΔE是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,一质量为m=0.5 kg的小滑块,在F=4 N水平拉力的作用下,从水平面上的A处由静止开始运动,滑行x=1.75 m后由B处滑上倾角为37°的光滑斜面,滑上斜面后拉力的大小保持不变,方向变为沿斜面向上,滑动一段时间后撤去拉力。已知小滑块沿斜面上滑到的最远点C距B点为L=2 m,小滑块最后恰好停在A处。不计B处能量损失,g取10 m/s2,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。试求:

(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数μ;
(2)小滑块在斜面上运动时,拉力作用的距离x0
(3)小滑块在斜面上运动时,拉力作用的时间t。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(16分)为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为,长为的倾斜轨道AB,通过微小圆弧与长为的水平轨道BC相连,然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道,出口为水平轨道D,如图所示。现将一个小球从距A点高为h="0.9" m的水平台面上以一定的初速度水平弹出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为取10m/s2,求:

(1)小球初速度的大小;
(2)小球滑过C点时的速率
(3)要使小球不离开轨道,则竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

图中所示x,y,z为三个物块,K为轻质弹簧,L为轻线. 系统处于平衡状态,现若将L突然剪断,用分别表示刚剪断时x、y的加速度,则有(  )
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,细绳一端系着质量M=0.6kg的物体,静止在水平面,另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体,M的中点与圆孔距离为0.2m,并知M和水平面的最大静摩擦力因数为μ=,现使此平面绕中心轴线转动,问角速度w在什么范围m会处于静止状态?(g取10m/s2)

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