【题目】如图1所示,一根轻质弹簧上端固定在天花板上,下端挂一小球(可视为质点),弹簧处于原长时小球位于O点.将小球从O点由静止释放,小球沿竖直方向在OP之间做往复运动,如图2所示.小球运动过程中弹簧始终处于弹性限度内.不计空气阻力,重力加速度为g.
(1)在小球运动的过程中,经过某一位置A时动能为Ek1,重力势能为EP1,弹簧弹性势能为E弹1,经过另一位置B时动能为Ek2,重力势能为EP2,弹簧弹性势能为E弹2.请根据功是能量转化的量度,证明:小球由A运动到B 的过程中,小球、弹簧和地球组成的物体系统机械能守恒;
(2)已知弹簧劲度系数为k.以O点为坐标原点,竖直向下为x轴正方向,建立一维坐标系O﹣x,如图2所示.
a.请在图3中画出小球从O运动到P的过程中,弹簧弹力的大小F随相对于O点的位移x变化的图象.根据F﹣x图象求:小球从O运动到任意位置x的过程中弹力所做的功W,以及小球在此位置时弹簧的弹性势能E弹;
b.已知小球质量为m.求小球经过OP中点时瞬时速度的大小v.
【答案】(1)略;(2)a.如图所示;;
;b.
。
【解析】
试题(1)设重力做的功为WG,弹力做的功为W弹
根据动能定理 WG + W弹= Ek2 - Ek1(1分)
由重力做功与重力势能的关系 WG = Ep1 – Ep2(1分)
由弹力做功与弹性势能的关系 W弹= E弹1- E弹2(1分)
联立以上三式可得 Ek1+ Ep1+E弹1= Ek2+Ep2+E弹2 (1分)
(2)a. F-x图象如右图所示 (1分)
图中的图线和x轴围成的面积表示功的大小
所以弹力做功为(注:没有负号扣1分) (2分)
由弹力做功与弹性势能的关系 W弹=" 0" -E弹
解得(1分)
b. 小球由O点到OP中点,根据动能定理(1分)
小球由O点到P点,根据机械能守恒定律(1分)
解得(1分)
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成,如图1。
(1)如果示波管中偏转电极X和X′极板间的电势差为U1,Y和Y′极板间电势差为U2时,在荧光屏上的P点出现亮斑,P点坐标(x0,y0)。现保持X和X′极板间的电势差不变,Y、Y′之间的电势差变为,仍可看见亮班,下面判断正确的是_____
A.亮斑的x坐标一定不变
B.亮斑的x坐标变为原来的一半
C.亮斑的y坐标变为原来的一半
D.亮斑的y坐标可能小于原来的一半
(2)定义每单位电压引起的偏转量为示波管的灵敏度,为了提高示波管的灵敏度,下列改变电压的操作或对示波器的改装操作可行的是_____
A.适当增大偏转电极两极板间的电势差
B.适当减小偏转电极的极板长度
C.适当减小偏转电极两极板之间的距离
D.适当增大加速电极的加速电压
(3)如果在电极YY′之间加上如图2﹣(a)所示的电压,在XX′之间加上如图2﹣(b)所示电压,请在图中定性画出观察到的波形。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】汽车正常行驶时的速度为30m/s,关闭发动机后,开始做匀减速直线运动,最后2s内的位移为8m,求:
(1)汽车的加速度;
(2)6s末的速度;
(3)12s末的位移.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,在水平板左端有一固定挡板,挡板上连接一轻质弹簧。紧贴弹簧放一质量为m的滑块,此时弹簧处于自然长度。已知滑块与挡板的动摩擦因数及最大静摩擦因数均为。现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为θ,最后直到板竖直,此过程中弹簧弹力的大小F随夹角θ的变化关系可能是图中的( )
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起,表面光滑,重力为G,其中b的下半部刚好固定在水平面MN的下方,上边露出另一半,a静止在平面上.现过a的轴心施以水平作用力F,可缓慢的将a拉离平面一直滑到b的顶端,对该过程分析,则应有( )
A. 拉力F先增大后减小,最大值是G
B. 开始时拉力F最大为,以后逐渐减小为0
C. a、b间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到G
D. a、b间的压力由0逐渐增大,最大为G
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】一个平行板电容器,电容为200pF,充电后两板间电压为100V,则电容器的带电量是_________。若保持电容器与电源相连,将两板间距离减半,则电容器的带电量________。若使电容器与电源断开,将两板间距离减半,则电容器的带电量________。
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】甲、乙两车在平直公路上同向行驶,其图像如图所示。已知两车在
时并排行驶,则
A. 在时,乙车在甲车前7.5m
B. 两车另一次并排行驶的时刻是
C. 在时,乙车在甲车前面
D. 甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为30m
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为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面现将电荷量为
的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为
,将另一电荷量为
的负点电荷从A点移到C点,克服电场力做功
J.
求
、
各为多少?
边长为
cm,求电场线方向及电场强度大小.
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图,固定在地面的斜面体上开有凹槽,槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球,各球编号如图。斜面与水平轨道OA平滑连接,OA长度为6r。现将六个小球由静止同时释放,小球离开A点后均做平抛运动,不计一切摩擦。则在各小球运动过程中,下列说法正确的是
A. 球1的机械能守恒
B. 球6在OA段机械能增大
C. 球6的水平射程最小
D. 六个球落地点各不相同
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com