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18.如图所示,水平轨道MN与竖直光滑半圆轨道相切于N点,轻弹簧左固定在轨道的M点,将一质量为m=1kg的小物块靠在弹簧右端并压缩至0点,此时弹簧储有弹性势能EP,现将小物块无初速释放,小物块恰能通过轨道最高点B,此后水平飞出再落回水平面.已知0N的距离L=3.0m,小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,圆轨道半径R=0.4m.g取10m/s2.求:
(1)小物块通过B点抛出后,落地点距N的水平距离x;
(2)弹簧储有的弹性势能EP

分析 (1)小物块恰能通过轨道最高点B时,由重力提供向心力,由牛顿第二定律可求得B点的速度.小物块离开B点后做平抛运动,由平抛运动的规律求解落地点距N的水平距离x.
(2)根据能量守恒定律求弹簧储有的弹性势能EP

解答 解:(1)在B点,物块由重力提供向心力,则有  mg=m$\frac{{v}_{B}^{2}}{R}$
则得 vB=$\sqrt{gR}$=$\sqrt{10×0.4}$=2m/s
小物块离开B点后做平抛运动,则
  x=vBt
  2R=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
联立解得 x=0.8m
(3)根据能量守恒定律得:
弹簧储有的弹性势能 EP=μmgL+2mgR+$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$=16J
答:
(1)小物块通过B点抛出后,落地点距N的水平距离x是2m/s;
(2)弹簧储有的弹性势能EP是16J.

点评 解决本题的关键有二:一是抓住圆周运动最高点的临界条件:重力等于向心力.二是正确分析能量是如何转化的.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

8.在“探究加速度与力、质量的关系”实验中:
(1)以下实验操作,正确的是BC.
A.平衡摩擦力时,应将空砝码盘用细线跨过定滑轮系在小车上,让细线与长木板平行
B.平衡摩擦力时,应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器
C.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力
D.实验时,应先释放小车,再接通电源
(2)为了探究小车(包括里面所装钩码)总质量M一定时,加速度a与合力F的定量关系,需要在砝码盘里面添加砝码来改变小车所受到的合力.砝码质量m和小车总质量M分别选取下列四组值:
A.M=500g,m分别为50g、70g、100g、125g
B.M=500g,m分别为20g、30g、40g、50g
C.M=200g,m分别为50g、70g、100g、125g
D.M=200g,m分别为30g、40g、50g、60g
若其它操作都正确,那么应该选用B组值(选填字母代号)进行实验时的实验误差较小.
(3)如图是实验中得到的一条已打点的纸带,纸带上的A、B、C、D、E、F、G均为相邻计数点,已知打点计时器的打点周期为0.02s,相邻两个计数点之间还有4个计时点未画出,相邻计数点之间的距离已标注在图上,则小车运动的加速度大小a=0.91m/s2,打C点时的速度大小vC=0.40m/s.(以上结果都保留2位有效数字).

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9.甲、乙两物体从同一地点开始沿同一方向作直线运动,它们的v-t图象如图,其中t2=2t1,则(  )
A.t1时刻甲在后,乙在前
B.t1时刻甲的加速度大小等于乙的加速度大小
C.t2时刻甲、乙两物体相遇
D.t2时刻甲在前,乙在后

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6.某探究学习小组的同学试图以图中的滑块为对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了如图甲所示的一套装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、小滑块、细沙、沙桶、刻度尺、小垫片、纸带、细绳、一端带有定滑轮的长木板.当地重力加速度为g=9.80m/s2,要完成该实验,你认为:

(1)还需要的实验器材有天平
(2)实验时首先要做的步骤是平衡摩擦力,滑块在不挂沙桶时,要平衡摩擦阴力;为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量.

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13.地面上物体所受重力的反作用力是(  )
A.地面对物体的支持力B.物体对地面的压力
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3.下列说法正确的是(  )
A.静止水平桌面的茶杯对水平桌面的压力是由于茶杯发生微小形变而产生的
B.静止水平桌面的茶杯对水平桌面的压力的施力物体是桌子
C.根据平行四边形定则可判断,两个已知力的合力可能有两解
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