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如图所示,带有挡板的长木板置于光滑水平面上,轻弹簧放置在木板上,右端与挡板相连,左端位于木板上的B点.开始时木板静止,小铁块从木板上的A点以速度v=4.0m/s正对着弹簧运动,压缩弹簧,弹簧的最大形变量xm=0.10m;之后小铁块被弹回,弹簧恢复原长;最终小铁块与木板以共同速度运动.已知当弹簧的形变量为x时,弹簧的弹性势能,式中k为弹簧的劲度系数;长木板质量M=3.0kg,小铁块质量m=1.0kg,k=600N/m,A、B两点间的距离d=0.50m.取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力.
(1)求当弹簧被压缩最短时小铁块速度的大小v;
(2)求小铁块与长木板间的动摩擦因数μ;
(3)试通过计算说明最终小铁块停在木板上的位置.

【答案】分析:(1)当弹簧被压缩最短时,小铁块与木板达到共同速度v,根据动量守恒定律即可求出弹簧被压缩最短时小铁块速度的大小v;
(2)铁块在木板上从A滑到B的过程中,系统减速的动能转化为弹簧的势能和系统的内能.根据功能关系即可求出铁块与长木板间的动摩擦因数;
(3)铁块被弹簧弹开后到相对木板静止的过程中,动量守恒,同时系统减少的机械能转化为内能,根据以上两个关系,列出公式即可求解.
解答:解:(1)当弹簧被压缩最短时,小铁块与木板达到共同速度v,根据动量守恒定律mv=(M+m)v
代入数据,解得:v=1.0m/s
(2)由功能关系,摩擦产生的热量等于系统损失的机械能
代入数据,解得:μ=0.50
(3)小铁块停止滑动时,与木板有共同速度,由动量守恒定律判定,
其共同速度仍为v=1.0m/s
设小铁块在木板上向左滑行的距离为s,由功能关系
代入数据,解得:s=0.60m
而s=d+xm,所以,最终小铁块停在木板上A点.   
答:(1)当弹簧被压缩最短时小铁块速度的大小v=1.0m/s;
(2)小铁块与长木板间的动摩擦因数μ=0.50;
(3)最终小铁块停在木板上的A位置.
点评:该题中,铁块在木板上滑动的过程中,系统的机械能有一部分将转化为内能,这是解题的关键.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,带有挡板的长木板置于光滑水平面上,轻弹簧放置在木板上,右端与挡板相连,左端位于木板上的B点.开始时木板静止,小铁块从木板上的A点以速度v0=4.0m/s正对着弹簧运动,压缩弹簧,弹簧的最大形变量xm=0.10m;之后小铁块被弹回,弹簧恢复原长;最终小铁块与木板以共同速度运动.已知当弹簧的形变量为x时,弹簧的弹性势能EP=
12
kx2
,式中k为弹簧的劲度系数;长木板质量M=3.0kg,小铁块质量m=1.0kg,k=600N/m,A、B两点间的距离d=0.50m.取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力.
(1)求当弹簧被压缩最短时小铁块速度的大小v;
(2)求小铁块与长木板间的动摩擦因数μ;
(3)试通过计算说明最终小铁块停在木板上的位置.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,质量M的带有小孔的塑料块沿斜面向上滑动到达最高点C时的速度恰好为零,此时与从A点水平射出的弹丸相碰,弹丸沿着斜面方向进入塑料块中,并立即与塑料块具有相同的速度v=1m/s.已知A点和C点距地面的高度分别为H=1.95m,h=0.15m,弹丸的质量m,水平速度v0=8m/s,g=10m/s2.求:?
(1)斜面与水平面的夹角.(也可用反三角函数表示)
(2)若在斜面下端与地面交接处,设一个垂直斜面的弹性挡板,塑料块与它相碰没有机械能损失,斜面与塑料间的滑动摩擦系数为μ=0.25,则滑块从接收到弹丸至停止运动共通过多少路程?

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2010?天津模拟)(1)某同学做“双缝干涉测光的波长”实验时,相邻两条亮纹间的距离用带有螺旋测微器的测量头测出,如图所示.测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐时螺旋测微器的示数为
4.946
4.946
mm.
(2)气垫导轨是常用的一种实验仪器.它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平
C.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1
e.按下电钮放开卡销,同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t1和t2
①实验中还应测量的物理量是
B的右端至D板的距离L2
B的右端至D板的距离L2

②利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是
mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0
mA
L1
t1
-mB
L2
t2
=0

③利用上述实验数据还可以求出被压缩弹簧的弹性势能的大小,请写出弹性势能表达式为
EP=
1
2
mA
L1
t1
2+
1
2
mB
L2
t2
2
EP=
1
2
mA
L1
t1
2+
1
2
mB
L2
t2
2

(3)实验桌上有下列实验仪器:
A.待测电源(电动势约3V,内阻约7Ω):
B.直流电流表(量程0~0.6~3A,0.6A档的内阻约0.5Ω,3A档的内阻约0.1Ω:)
C.直流电压表(量程0~3~15V,3V档内阻约5kΩ,15V档内阻约25kΩ):
D.滑动变阻器(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为1A):
E.滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.2A):
F.开关、导线若干:
请解答下列问题:
①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻,要求测量有尽可能高的精度且便于调节,应选择的滑动变阻器是
D
D
(填代号),应选择的电流表量程是
0~0.6A
0~0.6A
(填量程),应选择的电压表量程是
0~3V
0~3V
(填量程).
②根据某同学测得的数据得知电动势E=3V,内阻r=6Ω,某小灯泡的伏安特性曲线如图所示,将此小灯泡与上述电源组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为
0.375W
0.375W
W.(保留3位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,带有挡板的长木板放置在光滑的水平面上,轻弹簧放置在木板上,右端与挡板相连,左端位于木板上的B点。开始时木板静止,小铁块从木板上的A点以速度v0=4.0m/s正对着弹簧运动,压缩弹簧,弹簧的最大形变量xm=0.10m;之后小铁块被弹回,弹簧恢复原长;最终小铁块与木板以共同速度运动。已知当弹簧的形变量为x时,弹簧的弹性势能,式中k为弹簧的劲度系数;长木板质量M=3.0kg,小铁块质量m=1.0kg,k=600N/m,AB两点间的距离d=0.50m。取重力加速度g=10m/s2,不计空气阻力。

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    (2)求小铁块与长木板间的动摩擦因数μ

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