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（2013?天津模擬）如圖所示，在光滑水平地面上有一固定的擋板，擋板上固定一個(gè)輕彈簧．現(xiàn)有一質(zhì)量M=3kg，長(zhǎng)L=4m的小車AB（其中O為小車的中點(diǎn)，AO部分粗糙，OB部分光滑），一質(zhì)量為m=1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），放在車的最左端，車和小物塊一起以v₀=4m/s的速度在水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng)，車撞到擋板后瞬間速度變?yōu)榱悖�但未與擋板粘連．已知車OB部分的長(zhǎng)度大于彈簧的自然長(zhǎng)度，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，小物塊與車AO部分之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ0.3，重力加速度g=10m/s²．求：
（1）小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧具有的最大彈性勢(shì)能；
（2）小物塊和彈簧相互作用的過程中，彈簧對(duì)小物塊的沖量；
（3）小物塊最終停在小車上的位置距A端多遠(yuǎn)．

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一、選擇題(每小題4分，共40分)

題號(hào)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

答案

C

B

A

BC

C

D

BD

D

ABD

B

二、實(shí)驗(yàn)題(16分)

l、(1)C  (2分)

(2)(每空1分)

次數(shù)

1

2

3

4

橡皮筋對(duì)小車做功

小車速度

1.42

1.73

2.00

3.00

物體做功與速度的平方成正比(2分)

2、(1)  0．572.-0．577mm(2分)

(2)畫出測(cè)量繞組的電路圖(轉(zhuǎn)子用電阻表示)(4分)

(3)πRd/4(2分)

三、計(jì)算題：本題共4小題，共計(jì)44分．解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的

演算步驟只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計(jì)算的題．答案中必須明確寫出數(shù)值和單位

1、(10分)解：(1)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得

                                                              2分

    =9(m)                                                                1分

    (2)由牛頓第二定律得

沿斜面方向上：mgsin+f=ma             (1)                                2分

垂直斜面方向上：mgcos-N=0            (2)                                2分

又：f=N                              (3)                                1分

由（1）（2）（3）得：=0.25                                                2分

2、（12分）解：（1）在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中小球做類平拋運(yùn)動(dòng)

由牛頓第二定律得mg-qU/d=ma       (1)                                     2分

由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得d/2=1/2at,          (2)                                     1分

由（1）（2）（3）得    U=md(gL-dv)/qL                                2分

       （2）由動(dòng)能定理得    Fd/2=E-1/2mv       （4）               3分

                            F=ma                    (5)                 1分

由（2）（3）（4）（5）得     E=1/2vo(1+d/L)                            2分

3、（10分）解：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可分為三個(gè)過程：

   第一過程：質(zhì)點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)輕繩剛好伸直時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的速度為v，由動(dòng)能定理得

  mg×L=mVmV                            2分

   解得V=。                                                   2分

  第二過程：繩繃直過程。繩繃直時(shí)，繩剛好水平，如圖所示，由于繩不可伸長(zhǎng)，故繩繃直時(shí)，V損失，質(zhì)點(diǎn)僅有速度V。

                                           1分

則。                                             1分

第三過程：小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)O點(diǎn)正下方時(shí)，速度為V，根據(jù)機(jī)械能守恒守律有：

                  L                            2分

設(shè)此時(shí)繩對(duì)質(zhì)點(diǎn)的拉力為T，則T-mg=m,聯(lián)立解得：T=。         2分

4、解：（12分）解：（1）由V―t圖像可知小車在10s末停止遙控自由滑行，它的加速度大小                         a                                 2分

   對(duì)小車受力分析，由牛頓第二定律得：f=ma=1×2=2(N)                  2分

      （2）由題意可知t內(nèi)小和牽引力的功率保持不變，且7s―10s為勻速直線運(yùn)動(dòng)。所以                                    1分

       （3）由題意可知小車在0―t內(nèi)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在t=t時(shí)v=3m/s，P=12W，

        F=P/v=12/3=4(N)                                                   1分

         由牛頓第二定律得：F ― f = ma     a=2m/s                     1分

         由勻加速直線運(yùn)動(dòng)速度公式得：v=at    代入有關(guān)數(shù)據(jù)得t=1.5s        1分

         在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的位移S=1/2at=2.25(m)                        1分

         由題意可知小車在t――7s內(nèi)做加速直線運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理得

          Pt ― fS=1/2,mv ― 1/2mv                                 1分

          代入有關(guān)數(shù)據(jù)得 S=26.25(m)                                     1分

   小車在加速運(yùn)動(dòng)過程中的總位移S=S+S=28.5(m)                          1分