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如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,脱离弹簧后当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的8倍,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。试求:

(1)弹簧开始时的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时,重力的瞬时功率是多大?

(1)Ep=3.5mgR;(2)Wf,,=mgR;(3)

解析试题分析: (1)设弹簧的弹性势能为Ep,物体经过B点时的速度为,轨道对物体的支持力为N,,物体对轨道的压力为由题意知=8mg      由机械能守恒得      Ep=m
由牛顿第二定律得:  N-mg=       由牛顿第三定律得   N=
解得Ep=3.5mgR
(2)设物体克服阻力做功为Wf,在C点速度为 ,
物体恰到达C点  mg=     由动能定理得:  -2mgR
解得Wf,,=mgR
(3)物体落到水平面上时的竖直分速度是
重力的上升功率是P=mg
考点: 动能定理;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

如右图,一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上,环与杆的动摩擦因数为μ,现给环一个向右的初速度v0,如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用,已知力F的大小F=kv(k为常数,v为环的运动速度),则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(假设杆足够长)可能为(  )

 ②0 ③ ④

A.①②③B.②③④
C.①②④D.①③④

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

一架飞机,质量m=5.0×103kg,起飞过程中从静止开始滑跑的路程为s=5.3×102m时,达到起飞速度v=60m/s。在此过程中飞机受到的平均阻力是重量的0.02倍,求飞机受到的牵引力?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(14分)如图,水平面内有一光滑金属导轨,其MN、PQ边的电阻不计,MP边的电阻阻值R=1.5Ω,MN与MP的夹角为135°,PQ与MP垂直,MP边长度小于1m。将质量m=2kg,电阻不计的足够长直导体棒搁在导轨上,并与MP平行。棒与MN、PQ交点G、H间的距离L=4m.空间存在垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应强度B=0.5T。在外力作用下,棒由GH处以一定的初速度向左做直线运动,运动时回路中的电流强度始终与初始时的电流强度相等。

(1)若初速度v1=3m/s,求棒在GH处所受的安培力大小FA
(2)若初速度v2=1.5m/s,求棒向左移动距离2m到达EF所需时间Δt。
(3)在棒由GH处向左移动2m到达EF处的过程中,外力做功W=7J,求初速度v3

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

小物块A的质量为m=2kg,物块与坡道间的动摩擦因数为μ=0.6,水平面光滑;坡道顶端距水平面高度为h=1m,倾角为θ=370;物块从坡道进入水平滑道时,在底端O点处无机械能损失,将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定墙上,另一自由端恰位于坡道的底端O点,如图所示。物块A从坡顶由静止滑下,重力加速度为g=10m/s2求:

(1)物块滑到O点时的速度大小.
(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能.
(3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(14分)如甲图所示,长为4m的水平轨道AB与倾角为37°的足够长斜面BC在B处平滑连接,有一质量为2kg的滑块,从A处由静止开始受水平向右的力F作用,F与位移x的关系按乙图所示规律变化,滑块与AB和BC间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度g取l0m/s2。求:
(1)滑块第一次到达B处时的速度大小;
(2)不计滑块在B处的速率变化,滑块到达B点时撤去力F,滑块冲上斜面,则滑块最终静止的位置与B点的距离多大。(sin37°=0.6)

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

质量的金属小球从距水平面的光滑斜面上由静止开始释放,运动到A点时无能量损耗,水平面的粗糙平面, 与半径为的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点,其中圆轨道在竖直平面内, D为轨道的最高点,小球恰能通过最高点D, 完成以下要求(

(1)小球运动到A点时的速度为多大?
(2)小球从A运动到B时摩擦阻力所做的功
(3)小球从B点飞出后落点E与A相距多少米?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(8分)在光滑水平面上,原来静止的物体在水平力F的作用下,经过时间t、通过位移L后,动量为p、动能为Ek ,则:
(1)若由静止出发,仍在水平力F的作用下,求经过时间2t后物体的动能;
(2)若由静止出发,仍在水平力F的作用下,求通过位移2L后物体的动量。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(10分). “┙”型滑板,(平面部分足够长),质量为4m,距滑板的A壁为L1距离的B处放有一质量为m,电量为+q的大小不计的小物体,小物体与板面的摩擦不计,整个装置处于场强为E的匀强电场中,初始时刻,滑板与小物体都静止,试求:

(1)释放小物体,第一次与滑板A壁碰前小物体的速度v1多大?
(2)若小物体与A壁碰后相对水平面的速度大小为碰前的,碰撞时间极短,则碰撞后滑板速度多大?(均指对地速度)
(3)若滑板足够长,小物体从开始运动到第二次碰撞前,电场力做功为多大?

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