[题目]将一倾角为.上表面光滑的斜面体固定在水平地面上.一劲度系数为k的轻弹簧的上端固定在斜面上.下端与质量为m的小滑块连接且弹簧与斜面平行.如图所示.用外力控制小滑块使弹簧处于原长.某时刻撤去外力.小滑块从静止开始自由运动.已知:斜面足够长.重力加速度为g.(1)求:小滑块运动到平衡位置时的加速度大小,(2)若小滑块在斜面上振动的周� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】将一倾角为、上表面光滑的斜面体固定在水平地面上，一劲度系数为k的轻弹簧的上端固定在斜面上，下端与质量为m的小滑块连接且弹簧与斜面平行，如图所示。用外力控制小滑块使弹簧处于原长，某时刻撤去外力，小滑块从静止开始自由运动。已知：斜面足够长，重力加速度为g。

（1）求：小滑块运动到平衡位置时的加速度大小；

（2）若小滑块在斜面上振动的周期为T，沿斜面向下运动经过平衡位置时开始计时，请写出小滑块振动过程中位移x随时间t变化的函数关系式；

（3）爱钻研的小明同学思考能否将重力势能和弹性势能这两个势能等效地看成一个势能。试帮助小明论述是否可以引进“等效势能”。若可以，以小滑块运动的平衡位置为坐标原点O，平行斜面向上建立一维坐标系Ox，求出“等效势能”的表达式（规定坐标原点为“等效势能”的零点）；若不可以，请说明理由。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

（1）小滑块的回复力由重力分力与弹簧弹力的合力提供。在平衡位置时，回复力为零，有

得小物块加速度：

（2）假设在运动过程中任意时刻小滑块相对平衡位置的位移为x，如下图所示。

则小滑块受到的回复力为

联立以上方程得

并且回复力方向与位移x方向相反，故物体做简谐运动

所以位移x随时间t变化的函数关系式为

（3）可以引入，因为重力和弹簧弹力合力做功和路径无关。由（2）可见：力F与位置坐标的函数关系为：，作出图象如下图所示：

由图象的物理意义可知：小滑块从O点运动到任意点x的过程中，力F做负功，且做功的数值等于图中带阴影三角形的面积，即：

设“等效势能”为Ep，由功能关系得:

由于规定坐标原点为“等效势能”的零点，即

由以上方程得：

练习册系列答案

春雨教育小学数学图解巧练应用题系列答案

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！
更多初中、高中辅导课程推荐,点击进入>>

相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，当车厢向前加速前进时，物体M静止于竖直车厢壁上，当车厢加速度增加时，则 ( )

①静摩擦力增加　 ②车厢竖直壁对物体的弹力增加　

③物体M仍保持相对于车厢的静止状态　 ④物体的加速度也增加

A. ①②③ B. ②③④ C. ①②④ D. ①③④

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】在研究电磁感应现象的实验中，所用器材如图所示：电流表，直流电源，带铁芯的线圈A，线圈B，开关，滑动变阻器（用来控制电流以改变磁场强弱）。

（1）按实验的要求在实物图上连线（图中已连好一根导线）

（2）若连接滑动变阻器的两根导线接在接线柱C和D上，而在开关刚刚闭合时电流表指针右偏，则开关闭合后滑动变阻器的滑动触头向接线柱C移动时，电流表指针将_________（填“左偏”、“右偏”、“不偏”）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，一个质量m=10kg的物体放在水平地面上．对物体施加一个F=50N的拉力，使物体做初速为零的匀加速直线运动．已知拉力与水平方向的夹角θ=37°，物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.50，sin37°=0.60，cos37°=0.80，取重力加速度g=10m/s2．

（1）求物体运动的加速度大小；

（2）求物体在 2.0s末的瞬时速率；

（3）若在 2.0s末时撤去拉力F，求此后物体沿水平地面可滑行的最大距离．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图甲所示，校园中的“喷泉”从水面以相同倾斜角度和速度大小喷射而出，水滴下落击打水面形成层层涟漪甚为美观。水滴的运动为一般的抛体运动，它的受力情况与平抛运动相同，在水平方向不受力，在竖直方向只受重力，我们可以仿照研究平抛运动的方法来研究一般的抛体运动。图甲中所示喷泉水滴的运动轨迹如图乙中所示，上升的最大高度为h，水滴下落在水面的位置距喷水口的距离为d。已知喷出口的水流量Q（流量Q定义为单位时间内喷出水的体积），水的密度为ρ，重力加速度为g。

（1）求上述喷泉中水从喷水口喷出时的速度大小v。

（2）如图乙所示，若该“喷泉”是采用水泵将水先从距水面下深度为H处由静止提升至水面，然后再喷射出去。已知：H=h，d=2h，水泵提升水的效率为η，求水泵抽水的平均功率P。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图所示，A、B、C三个小球(可视为质点)的质量分别为m、2m、3m，B小球带负电，电荷量为q，A、C两小球不带电(不考虑小球间的电荷感应)，不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点，三个小球均处于竖直向上的匀强电场中，电场强度大小为E.则以下说法正确的是( )

A. 静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg＋qE

B. 静止时，A、B两小球间细线的拉力为5mg－qE

C. 剪断O点与A小球间细线瞬间，A、B两小球间细线的拉力为

D. 剪断O点与A小球间细线瞬间，A、B两小球间细线的拉力为

查看答案和解析>>

科目：高中物理 来源： 题型：

【题目】如图，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是_______________填选项前的符号）。