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18.如圖所示,某一裝置由一理想彈簧發(fā)射器及兩段軌道組成、光滑曲面軌道AB與粗糙直線BC平滑連接,高度差分別是h1=0.20m,h2=0.10m,BC水平距離L=1.00m.當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí),恰能使質(zhì)量m=5×10-2kg的滑塊沿軌道上升到B點(diǎn);當(dāng)彈簧壓縮量為2d時(shí),恰能使滑塊沿軌道上升到C點(diǎn),已知同一彈簧的彈性勢能只與其壓縮量的平方成正比,取重力加速度g=10m/s2
(1)當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí),求彈簧的彈性勢能及滑塊離開彈簧瞬間的速度大。
(2)求滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù).

分析 (1)當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí),釋放后彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能,滑塊在軌道上上升到B點(diǎn)的過程中,滑塊的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為其重力勢能,由機(jī)械能守恒定律求解.
(2)當(dāng)彈簧壓縮量為2d時(shí),彈簧的彈性勢能是彈簧壓縮量為d時(shí)彈性勢能的4倍,對(duì)滑塊釋放到C的整個(gè)過程,運(yùn)用能量守恒定律列式,可求得滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù).

解答 解:(1)當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí),根據(jù)機(jī)械能守恒定律得彈簧的彈性勢能為:
EP1=mgh1=0.05×10×0.2J=0.1J
且有 $\frac{1}{2}$mv2=mgh1
解得滑塊離開彈簧瞬間的速度大小為:
v=$\sqrt{2g{h}_{1}}$=$\sqrt{2×10×0.2}$=2m/s
(2)當(dāng)彈簧壓縮量為2d時(shí),由題可得:彈簧的彈性勢能是彈簧壓縮量為d時(shí)彈性勢能的4倍,即為:
EP2=4EP1=0.4J
對(duì)滑塊從彈簧釋放后運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程,根據(jù)能量守恒定律得:
EP2=mg(h1+h2)+μmgcosα•LBC=mg(h1+h2)+μmgL
解得:μ=0.5
答:(1)當(dāng)彈簧壓縮量為d時(shí),彈簧的彈性勢能是0.1J,滑塊離開彈簧瞬間的速度大小是2m/s;
(2)滑塊與軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.5.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵要明確能量是如何轉(zhuǎn)化的,注意選擇解題過程,運(yùn)用能量守恒定律研究.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

12.如圖所示為氫原子能級(jí)示意圖,處于基態(tài)的氫原子受到一束光照射后,能發(fā)出3種波長不同的光,甲的波長為λ1,乙的波長為λ2,則照射光的能量是$h\frac{c}{{λ}_{1}}$,丙的波長為$\frac{{λ}_{1}{λ}_{2}}{{λ}_{2}-{λ}_{1}}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.如圖所示,一平行板電容器充電后與電源斷開,負(fù)極板接地.兩極板間懸掛一帶電小球,靜止時(shí)懸線與豎直方向夾角為θ,再將正極板向右平移一小段距離,則懸線對(duì)小球的拉力將( 。
A.變大B.不變C.變小D.不能確定

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.如圖所示,一個(gè)矩形線框放在水平桌面上,通電導(dǎo)線在線框左邊且與線框平行,導(dǎo)線中通有圖示方向的電流且逐漸增大的過程中,線框保持靜止,下列說法正確的是( 。
A.穿過線框的磁通量為零B.線框受到向左的靜摩擦力
C.線框有增大的趨勢D.俯視時(shí)線框中電流沿逆時(shí)針方向

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.如圖所示,紅蠟燭能在玻璃管的水中勻速上升,若紅蠟塊在從A點(diǎn)勻速上升的同時(shí),玻璃管水平向右先做速度為v1的勻速直線運(yùn)動(dòng),再做速度為v2的勻速直線運(yùn)動(dòng),且v1<v2,則紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是圖中的( 。
A.直線ABB.折線AMBC.曲線APBD.折線ANB

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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

3.在用單擺測重力加速度的實(shí)驗(yàn)中:
(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須控制擺角在5°以內(nèi),并且要讓單擺在同一豎直平面內(nèi)擺動(dòng);
(2)某同學(xué)測出不同擺長時(shí)對(duì)應(yīng)的周期T,作出L-T2圖線,如圖1所示,再利用圖線上任意兩點(diǎn)A、B的坐標(biāo)(x1,y1)、(x2,y2),可求得g=$\frac{4{π}^{2}({y}_{2}-{y}_{1})}{{x}_{2}-{x}_{1}}$.
(3)若該同學(xué)測量擺長時(shí)漏加了小球半徑,而其它測量、計(jì)算均無誤,則以上述方法算得的g值和真實(shí)值相比是不變的(選填“偏大”、“偏小”或“不變”).
(4)在用單擺測定重力加速度g實(shí)驗(yàn)中,某同學(xué)作出的L-T2圖線如圖2所示,此圖線不過原點(diǎn)的原因是:所測擺長偏大.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

10.地球表面的重力加速度隨緯度的增加而增加.隨距地面的高度增加而減。ㄌ钤黾踊驕p。

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.如圖所示,質(zhì)量為M的小車靜置于光滑水平面上,小車的水平表面光滑,右端帶有光滑圓弧軌道.一質(zhì)量為m的小球以速度v0水平?jīng)_上小車,并最終從小車的左邊離開,求小球離開小車的瞬間,它們的速度各為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí),推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命,促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步,下列表述中正確的是( 。
A.丹麥天文學(xué)家第谷發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三定律
B.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律測出了引力常量
C.在研究行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),開普勒的第三行星運(yùn)動(dòng)定律中的k值與地球質(zhì)量有關(guān)
D.1798年英國物理學(xué)家卡文迪許通過扭秤實(shí)驗(yàn)測量出了萬有引力常量

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同步練習(xí)冊(cè)答案
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