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如图甲,质量为m的小木块左端与轻弹簧相连,弹簧的另一端与固定在足够大的光滑水平桌面上的挡板相连,木块的右端与一轻细线连接,细线绕过光滑的质量不计的轻滑轮,木块处于静止状态。在下列情况中弹簧均处于弹性限度内,不计空气阻力及线的形变,重力加速度为g。

(1)图甲中,在线的另一端施加一竖直向下的大小为F的恒力,木块离开初始位置O由静止开始向右运动,弹簧开始发生伸长形变,已知木块过P点时,速度大小为v,O、P两点间距离为s。求木块拉至P点时弹簧的弹性势能;
(2)如果在线的另一端不是施加恒力,而是悬挂一个质量为M的物块,如图乙所示,木块也从初始位置O由静止开始向右运动,求当木块通过P点时的速度大小。

(1);(2)

解析试题分析:(1)用力F拉木块至P点时,设此时弹簧的弹性势能为,根据功能关系有
①    代入数据可解得:
(2)悬挂钩码M时,当木块运动到P点时,弹簧的弹性势能仍为E,设木块的速度为,由机械能守恒定律得

联立②③解得
考点: 功能关系;机械能守恒定律

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

将三个木板1、2、3固定在墙角,木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形,如图所示,其中1与2底边相同,2和3高度相同。现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放,并沿木板下滑到底端,物块与木板之间的动摩擦因数μ均相同。在这三个过程中,下列说法正确的是(  )

A.沿着1和2下滑到底端时,物块的速度不同;沿着2和3下滑到底端时,物块的速度相同
B.沿着1下滑到底端时,物块的速度最大
C.物块沿着3下滑到底端的过程中,产生的热量是最多的
D.物块沿着1和2下滑到底端的过程中,产生的热量是一样多的

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科目:高中物理 来源: 题型:问答题

(2011?海南)(1)2011年3月11日,日本发生九级大地震,造成福岛核电站的核泄漏事故.在泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素,它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射.在下列四个式子中,有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程,它们分别是                    (填入正确选项前的字母).131I和137Cs原子核中的中子数分别是                    

A.X156137Ba+01nB.X254131Xe+﹣10eC.X356137Ba+﹣10eD.X454131Xe+11p
(2)一质量为2m的物体P静止于光滑水平地面上,其截面如图所示.图中ab为粗糙的水平面,长度为L;bc为一光滑斜面,斜面和水平面通过与ab和bc均相切的长度可忽略的光滑圆弧连接.现有一质量为m的木块以大小为v0的水平初速度从a点向左运动,在斜面上上升的最大高度为h,返回后在到达a点前与物体P相对静止.重力加速度为g.求:

(i)木块在ab段受到的摩擦力f;
(ii)木块最后距a点的距离s.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,水平放置的轻弹簧左端固定,小物块P置于水平桌面上的A点并与弹簧的右端接触,此时弹簧处于原长.现用水平向左的推力将P缓缓推至B点(弹簧仍在弹性限度内)时,推力做的功为WF=6 J.撤去推力后,小物块P沿桌面滑动到停在光滑水平地面上的平板小车Q上,且恰好物块P在小车Q上不滑出去(不掉下小车)。小车的上表面与桌面在同一水平面上,已知P、Q质量分别为m=1 kg、M=4 kg,A、B间距离为L1=5 cm,A离桌子边缘C点的距离为L2=90 cm,P与桌面及P与Q的动摩擦因数均为μ=0.4,g=10 m/s2,试求:

(1)把小物块推到B处时,弹簧获得的弹性势能是多少?
(2)小物块滑到C点的速度
(3)P和Q最后的速度;
(4)Q的长度

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,宽为L=2m、足够长的金属导轨MN和M’N’放在倾角为θ=30°的斜面上,在N和N’之间连有一个阻值为R=1.2Ω的电阻,在导轨上AA’处放置一根与导轨垂直、质量为m=0.8kg、电阻为r=0.4Ω的金属滑杆,导轨的电阻不计。用轻绳通过定滑轮将电动小车与滑杆的中点相连,绳与滑杆的连线平行于斜面,开始时小车位于滑轮的正下方水平面上的P处(小车可视为质点),滑轮离小车的高度H=4.0m。在导轨的NN’和OO’所围的区域存s在一个磁感应强度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场,此区域内滑杆和导轨间的动摩擦因数为μ=,此区域外导轨是光滑的。电动小车沿PS以v=1.0m/s的速度匀速前进时,滑杆经d=1m的位移由AA’滑到OO’位置。(g取10m/s2)求:

(1)若滑杆滑到OO’位置时细绳中拉力为10.1N,滑杆通过OO’位置时的加速度;
(2)若滑杆运动到OO’位置时绳子突然断了,则从断绳到滑杆回到AA’位置过程中,电阻R上产生的热量Q为多少?(设导轨足够长,滑杆滑回到AA’时恰好做匀速直线运动。)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(20分)如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上放置一质量为m的物块B,B的下端连接一轻质弹簧,弹簧下端与挡板相连接,B平衡时,弹簧的压缩量为x0,O点为弹簧的原长位置。在斜面顶端另有一质量也为m的物块A,距物块B为3x0,现让A从静止开始沿斜面下滑,A与B相碰后立即一起沿斜面向下运动,并恰好回到O点(A、B均视为质点)。试求:

(1)A、B相碰后瞬间的共同速度的大小;
(2)A、B相碰前弹簧的具有的弹性势能;
(3)若在斜面顶端再连接一光滑的半径R=x0的半圆轨道PQ,圆轨道与斜面相切于最高点P,现让物块A以初速度v从P点沿斜面下滑,与B碰后返回到P点还具有向上的速度,试问:v为多大时物块A恰能通过圆弧轨道的最高点?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分)如图所示,在光滑水平地面上,有一质量的平板小车,小车的右端有一固定的竖直挡板,挡板上固定一轻质细弹簧.位于小车上A点处的质量为的木块(视为质点)与弹簧的左端相接触但不连接,此时弹簧与木块间无相互作用力。木块与A点左侧的车面之间有摩擦,与A点右侧的车面之间的摩擦可忽略不计.现小车与木块一起以的初速度向右运动,小车将与其右侧的竖直墙壁发生碰撞,已知碰撞时间极短,碰撞后小车以的速度水平向左运动,取

(i)求小车与竖直墙壁发生碰撞的过程中小车动量变化量的大小;
(ii)若弹簧始终处于弹性限度内,求小车撞墙后与木块相对静止时的速度大小和弹簧的最大弹性势能;

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水炮组成.如图所示,消防水炮离地高度为,建筑物上的火点离地高度为,水炮与火点的水平距离为,水泵的功率为,整个供水系统的效率.假设水从水炮水平射出,不计空气阻力,取.
(1)若,,水炮出水速度,求水炮与起火建筑物之间的水平距离
(2)在(1)问中,若水炮每秒出水量,求水泵的功率
(3)当完成高层灭火后,还需要对散落在火点正下方地面上的燃烧物进行灭火,将水炮竖直下移至,假设供水系统的效率不变,水炮出水口的横截面积不变,水泵功率应调整为,则应为多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

半径为r和R(r<R)的光滑半圆形槽,其圆心均在同一水平面上,如图所示,质量相等的两物体分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速地释放,在下滑过程中两物体

A.机械能均逐渐减小
B.经最低点时动能相等
C.在最低点对轨道的压力相等
D.在最低点的机械能不相等

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