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一轻弹簧的自然长度为L0,受力作用时的实际长度为L,形变量为xx=|L-L0|.有一弹簧振子如图所示,放在光滑的水平面上,弹簧处于自然长度时M静止在O位置,一质量为m=20 g的子弹,以一定的初速度v0水平射入质量为M=1.98 kg的物块中,并留在其中一起压缩弹簧,且射入过程时间很短.振子在振动的整个过程中,弹簧的弹性势能随弹簧的形变量变化的关系如图所示(g取10 m/s2).请问:

(1)根据图线可以看出,M被子弹击中后将在O点附近振动,振幅为多大?

(2)子弹的初速度v0为多大?

(3)当M运动到O点左边离O点2 cm的A点处时,速度v1多大?

(4)现若水平面粗糙,上述子弹击中M后同样从O点运动到A点时,振子的速度变为v2=1 m/s,则M从开始运动到第一次运动到A点的过程中,地面的摩擦力对M做了多少功?

答案:
解析:

  (12分)(1)由图可知,振幅为4 cm (3分)

  (2)子弹打入物块的瞬间,二者组成的系统动量守恒

  

  二者一起压缩弹簧,三者系统机械能守恒

  

  根据图象可知,系统最大的弹性势能是4J,代入数据得 (3分)

  (3)由机械能守恒得

  从图象可知,M运动到O点左侧离O点2cm的A点时,

  联立解得 (3分)

  (4)根据功能关系,设摩擦生热为Q,则

  

   (3分)


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2012?聊城模拟)某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验时,将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂,测出其自然长度;然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示.(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为
10
10
cm;该弹簧的劲度系数为
50
50
N/m.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂,测出其自然长度;然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示.(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为
10
10
cm;该弹簧的劲度系数为
50
50
N/m.
(2)如图所示,质量M=2
3
kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块A与质量m=
3
kg的小球B相连.今用跟水平方向成α=30°角的力F=10
3
N,拉着B带动A一起向右匀速运动,运动中A、B相对位置保持不变,取g=10m/s2.求:
(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ;
(2)A与水平杆间的动摩擦因数μ.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)在研究小车匀变速运动规律时,某同学根据所学知识设计了如下实验步骤:
A.把打点计时器固定在斜面上,连接好电路;
B.把小车停放靠近打点计时器,接通电源后放开小车;
C.换上纸带,重复三次,选择一条较理想的纸带;
D.把纸带穿过打点计时器,并把它的一端固定在小车车尾;
E.断开电源,取下纸带.
合理的实验顺序应为
ADBEC
ADBEC

(2)若图1是该实验得到的一条纸带,从O点开始每5个计时点取一个记数点,依照打点的先后顺序依次编为1、2、3、4、5、6,测得s1=1.28cm,S2=2.06cm,s3=2.84cm,s4=3.62cm,s5=4.40cm,s6=5.18cm.

①相邻两记数点间的时间间隔为
0.1
0.1
s.
②物体的加速度大小a=
0.78
0.78
m/s2
③打点计时器打下记数点3时,物体的速度大小V3=
0.323
0.323
m/s.
(3)某同学在做研究弹簧的形变与外力的关系实验时,将一轻弹簧竖直悬挂让其自然下垂,测出其自然长度;然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,改变外力F的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图2所示.(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)由图可知该弹簧的自然长度为
10
10
cm;该弹簧的劲度系数为
50
50
 N/m.

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一轻弹簧的自然长度为L0,受力作用时的实际长度为L,形变量为x,x=|L-L0|.有一弹簧振子如图1所示,放在光滑的水平面上,弹簧处于自然长度时M静止在O位置,一质量为m=20g的子弹,以一定的初速度v0水平射入质量为 M=1.98kg的物块中,并留在其中一起压缩弹簧,且射入过程时间很短.振子在振动的整个过程中,弹簧的弹性势能随弹簧的形变量变化的关系如图2所示(g取l0m/s2).请问:
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