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如图5-8-12所示,轻弹簧k一端与墙相连,处于自然状态,质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧.求弹簧的最大弹性势能及木块被弹回速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能.

5-8-12

解析:弹性势能的公式不要求掌握,但是弹性势能可以通过机械能守恒间接求解.本题中,只有弹簧的弹力做功,机械能守恒,由此切入即可求解.

物体和弹簧构成的系统机械能守恒,当弹簧的弹性势能最大时,物体的动能为零,由机械能守恒定律得,弹簧的最大弹性势能为

Epm=mv02=×4×52 J=50 J

当物体的速度为v=3 m/s时,弹簧的弹性势能为Ep,由机械能守恒定律得

Ep+mv2=mv02

Ep=mv02-mv2=50 J-×4×32 J=32 J.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

一滑块以2 m/s的速度在光滑水平面上滑动,运动到A点时沿光滑曲面下滑到曲面的最低点(比水平面低1 m).滑块接着沿曲面的右侧上滑,如图5-8-12所示.求滑块能到达的最大高度比曲面最低点高出多少.(g取10 m/s2)

5-8-12

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5-8-12

(1)将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧θ=30°的位置上(如图).在两个小圆环间绳子的中点C处,挂上一个质量M=的重物,使两个小圆环间的绳子水平,然后无初速释放重物M.设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略,求重物M下降的最大距离.

(2)若不挂重物M,小圆环可以在大圆环上自由移动,且绳子与大、小圆环间及大、小圆环之间的摩擦均可以忽略,问两个小圆环分别在哪些位置时,系统可处于平衡状态?

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如图5-3-12所示,以9.8 m/s的水平初速度v0抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上.可知物体完成这段飞行的时间是(  )

5-3-12

A.       B.           C.            D.2 s

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山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动,一滑雪坡由ABBC组成,AB是倾角为37°的斜坡,BC是半径为R=5 m的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图5-12所示,AB竖直高度差h=8.8 m,运动员连同滑雪装备总质量为80 kg,从A点由静止滑下通过C点后飞落(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:

(1)运动员到达C点的速度大小;

(2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小.

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