练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    光滑的圆弧轨道固定在竖直平面内，与水平轨道CE连接．水平轨道的CD段光滑、DE段粗糙．一根轻质弹簧一端固定在C处的竖直面上，另一端与质量为2m的物块b刚好在D点接触（不连接），弹簧处于自然长度．将质量为m的物块a从顶端F点静止释放后，沿圆弧轨道下滑．物块a与物块b第一次碰撞后一起向左压缩弹簧．已知圆弧轨道半径为r，=l，物块a、b与DE段水平物块a第一次经过E点时的动摩擦因数分别为μ1=0.2和μ2=0.4，C，D段水平面光滑，重力加速度为g．物块a、b均可视为质点．求：
    （1）物块a第一次经过E点时的速度是多少？
    （2）物块a第一次经过E点时对轨道的压力？
    （3）弹簧形变过程中，所能获得的最大弹性势能是多少？

    【答案】分析：（1）根据机械能守恒定律求出物块a第一次经过E点时的速度．
    （2）物块a经过E点时，由重力和轨道的支持力的合力提供向心力，根据牛顿运动定律求解物块a第一次经过E点时对轨道的压力．
    （3）物块a从E滑至D的过程中，根据动能定理求出经过D点时速度，由动量守恒定律求出a、b一起压缩弹簧时的速度，当两滑块的速度减小为零时，系统的动能全部转化为弹簧的弹性，由能量守恒定律求解最大的弹性势能．
    解答：解：（1）物块a由F到E的过程中，由机械能守恒有
      mgr=
    解得，第一次经过E点时的速度 v1=
    （2）物块a第一次经过E点时，受重力和支持力，由牛顿第二定律得
       N-mg=m
    解得，N=3mg
    根据牛顿第三定律得，物块a第一次经过E点时对轨道的压力大小为3mg，方向竖直向下．
    （3）物块a从E滑至D的过程中，根据动能定理得
    -μ1mgl=-
    解得，物块a在D点时的速度为vD1=
    物块a、b在D点发生碰撞，则根据动量守恒有
      mvD1=3mvD2
    则得，vD2=
    当两滑块的速度减为零时，其动能全部转化为弹簧的弹性势能，弹性势能最大，则有
      Epmax=
    解得，Epmax=
    答：（1）物块a第一次经过E点时的速度是；
    （2）物块a第一次经过E点时对轨道的压力是3mg；
    （3）弹簧形变过程中，所能获得的最大弹性势能是．
    点评：本题综合考查了机械能守恒定律、动量守恒定律和动能定理，对学生能力的要求较高．要注意本题中含有非弹性碰撞，弹簧弹性最大值不等于碰撞前物块a的动能．
    练习册系列答案
    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！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，光滑的圆弧轨道固定在竖直平面内，与水平轨道CE连接。水平轨道的CD段光滑、DE段粗糙。一根轻质弹簧一端固定在C处的竖直面上，另一端与质量为2m的物块b刚好在D点接触（不连接），弹簧处于自然长度。将质量为m的物块a从顶端F点静止释放后，沿圆弧轨道下滑。物块a与物块b第一次碰撞后一起向左压缩弹簧。

    已知圆弧轨道半径为r，=L，物块a、b与DE段水平轨道的动摩擦因数分别为μ1=0.2和μ2=0.4，重力加速度为g。物块a、b均可视为质点。求：

    （1）物块a第一次经过E点时的速度是多少？

    （2）试讨论L取何值时，a、b能且只能发生一次碰撞？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    光滑的圆弧轨道固定在竖直平面内，与水平轨道CE连接。水平轨道的CD段光滑、DE段粗糙。一根轻质弹簧一端固定在C处的竖直面上，另一端与质量为2m的物块b刚好在D点接触（不连接），弹簧处于自然长度。将质量为m的物块a从顶端F点静止释放后，沿圆弧轨道下滑。物块a与物块b第一次碰撞后一起向左压缩弹簧。

    已知圆弧轨道半径为r，=l，物块a、b与DE段水平轨道的动摩擦因数分别为μ1=0.2和μ2=0.4，重力加速度为g。物块a、b均可视为质点。求：

    （1）物块a第一次经过E点时的速度是多少？

    （2）试讨论l取何值时，a、b能且只能发生一次碰撞？

     


    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    光滑的圆弧轨道固定在竖直平面内，与水平轨道CE连接。水平轨道的CD段光滑、DE段粗糙。一根轻质弹簧一端固定在C处的竖直面上，另一端与质量为2m的物块b刚好在D点接触（不连接），弹簧处于自然长度。将质量为m的物块a从顶端F点静止释放后，沿圆弧轨道下滑。物块a与物块b第一次碰撞后一起向左压缩弹簧。

    已知圆弧轨道半径为r，=l，物块a、b与DE段水平轨道的动摩擦因数分别为μ1=0.2和μ2=0.4，C,D段水平面光滑，重力加速度为g。物块a、b均可视为质点。求：

    （1）物块a第一次经过E点时的速度是多少？

    （2）弹簧形变过程中，所能获得的最大弹性势能是多少？

    （3）试讨论l取何值时，a、b能且只能发生一次碰撞？

     


    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图，半径为R，光滑的圆弧轨道固定在竖直平面内，与水平轨道CN相接.水平轨道的CD段光滑、DN段粗糙．一根轻质弹簧一端固定在C处的竖直面上，另一端与质量为2m的小物块刚好在D点接触但不连接，弹簧处于自然长度．质量为m的小物块从圆弧轨道顶端M点由静止释放并下滑，后与物块碰撞后一起向左压缩弹簧(两物块不粘连).若=l，物块、与轨道DN的动摩擦因数分别为μ1=0.1和μ2=0.2，重力加速度为g．求：

     (1)小物块a第一次经过N点时，轨道对支持力的大小.

     (2)小物块与物块碰撞后瞬间的共同速度大小.

     (3)若、能且只能发生一次碰撞，试讨论与的关系.

     


    查看答案和解析>>

    同步练习册答案