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162119. (2024•莲湖区•高三上期中) 如图所示,光滑硬直杆与水平面成53°角固定放置,劲度系数为k、原长为L的轻质弹簧一端固定在O点,另一端与圆环(视为质点)相连,圆环套在杆上。现让圆环从与O点等高的A点由静止释放,当圆环运动到O点的正下方B点时,圆环的动能正好等于圆环在A处时弹簧的弹性势能。已知A、B两点间的距离为5L,重力加速度大小为g,对劲度系数为k的轻质弹簧,其弹性势能Ep与弹簧的形变量x的关系式为,弹簧始终在弹性限度内,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:
(1)圆环在B点时的动能;
(2)圆环的质量。

共享时间:2024-11-28 难度:3
[考点]
弹性势能的定义和性质,常见力做功与相应的能量转化,弹簧类问题中的机械能守恒,
[答案]
(1)圆环在B点时的动能为2kL2
(2)圆环的质量为
[解析]
解:(1)由几何关系有OA=5Lcos53°=5L×0.6=3L,OB=5Lsin37°=5L×0.8=4L
弹簧的原长为L,则圆环在A点时弹簧的伸长量为x1=3L﹣L=2L
弹簧的弹性势能:
圆环在B点时的动能:
(2)圆环在B点时弹簧的伸长量为x2=4L﹣L=3L,弹簧的弹性势能:
圆环从A点运动到B点,由功能关系有:mg×4L=EpB﹣EpA+EkB
解得圆环的质量:
答:(1)圆环在B点时的动能为2kL2
(2)圆环的质量为
[点评]
本题考查了"弹性势能的定义和性质,常见力做功与相应的能量转化,弹簧类问题中的机械能守恒,",属于"难典题",熟悉题型是解题的关键。
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206672. (2022•西安中学•三模) 德优题库如图1所示,装置的左边是高度为3m的弧形轨道,轨道末端水平,右边接有逆时针转动速度大小为3m/s且足够长的水平传送带,二者等高并能平滑对接。质量m=1kg的小物块A(可看作质点),置于弧形轨道右端水平处,质量M=2kg的小物块B(可看作质点),从轨道h=2m高处由静止滑下,A、B发生对心碰撞,已知碰撞后瞬间物块B的速度3m/s,碰后1s时间内物块A的v-t图线如图2所示,并且在碰后2s二者再次相碰。重力加速度大小g=10m/s2.求:
(1)第一次碰撞前物块B的速度,物块B从开始下滑到第一次碰撞结束后系统损失了多少机械能?
(2)第二次碰撞位置与第一次位置间的距离及第二次碰撞前物块A、B的速度;
(3)第一次碰撞后到第二次碰撞前,物块与传送带间产生的热量。
共享时间:2022-04-15 难度:2 相似度:0.83
160764. (2016•华清中学•三模) 德优题库如图,光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C.B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计).设A以速度v0朝B运动,压缩弹簧;当A、B速度相等时,B与C恰好相碰并粘接在一起,然后继续运动。假设B和C碰撞过程时间极短。求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中。
(1)整个系统损失的机械能;
(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能。
共享时间:2016-04-05 难度:2 相似度:0.83
206547. (2023•师大附中•十模) .某种弹射装置如图所示,左端固定的轻弹簧处于压缩状态且锁定,弹簧具有的弹性势能Ep=4.5J,质量m=1.0kg的滑块静止于弹簧右端,光滑水平导轨AB的右端与倾角θ=30°的传送带平滑连接,传送带长度L=8.0m,传送带以恒定速率v0=8.0m/s顺时针转动。某时刻解除锁定,滑块被弹簧弹射后滑上传送带,并从传送带顶端滑离落至地面。已知滑块与传送带之间的动摩擦因数,轻弹簧的自然长度小于水平导轨AB的长度且滑块可视为质点,重力加速度g取10m/s2
(1)求滑块离开传送带时的速度大小v;
(2)求电动机由于传送滑块多消耗的电能E。

共享时间:2023-07-04 难度:2 相似度:0.83
206405. (2024•铁一中学•三模) 德优题库如图所示,A、B两物体之间用轻弹簧相连,B、C两物体用不可伸长的轻绳相连,并跨过轻质光滑定滑轮,C放置在固定的光滑斜面上。开始时用手固定C使绳处于拉直状态但无张力,ab绳竖直,cd绳与斜面平行。已知A、B的质量均为m,C的质量为5m,弹簧劲度系数为k,固定斜面倾角α=30°,由静止释放C,C沿斜面下滑。重力加速度为g。求:
(1)A刚要离开地面时,C的加速度大小。
(2)A刚要离开地面时,C的速度大小。
共享时间:2024-04-04 难度:2 相似度:0.83
160069. (2021•西安中学•六模) 在光滑的水平面上,质量分别为mA=1kg、mB=3kg的滑块A、B中间有一轻质弹簧,弹簧与物块未拴接。现将弹簧压缩后用细线锁住,如图所示,在B的右侧有一倾斜传送带,水平面与传送带通过一段长度可忽略不计的圆弧平滑连接。已知传送带两轮轴之间的距离L=1.8m,传送的倾角θ=37°,滑块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g=10m/s2,忽略传送带转轮的大小,不计空气阻力,滑块可视为质点。初始时,让传送带不转动,锁定滑块A让它静止不动,烧断细线,发现滑块B恰好能滑到传送带的最高点。sin37°=0.6,取=1.41,=1.73。求:
(1)烧断细线前弹簧存储的弹性势能Ep
(2)若烧断细线前,解除对滑块A的锁定,同时让传送带以恒定的速度,顺时针转动,则要使烧断细线后滑块B能滑到传送带的最高点,传送带的速度的最小值以及此情形中传送带因运送滑块B多消耗的能量E。(最后计算结果保留2位有效数字)

共享时间:2021-05-21 难度:2 相似度:0.83
162204. (2024•师大附中•高一下期中) 德优题库如图所示,传送带与地面成夹角θ=37°,以10m/s的速度逆时针转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5kg的物块,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,已知传送带从A→B的长度L=16m。试计算物块从A运动到B,机械能减少了多少J?
共享时间:2024-05-19 难度:2 相似度:0.83
162076. (2024•铁一中学•高二上期中) 德优题库如图所示,在光滑的水平面上有三个小物块A、B、C,三者处于同一直线上,质量分别为mA=3m、mB=m、mC=m,初始A、B用轻弹簧栓连处于静止状态,C以初速度v0向左运动,B、C相碰时间极短,之后以相同速度向左运动但不粘连,求:

(1)B、C相碰后的速度大小;
(2)弹簧压缩量最大时储存的弹性势能Ep1
(3)弹簧伸长量最大时储存的弹性势能Ep2
共享时间:2024-11-13 难度:2 相似度:0.83
161219. (2024•莲湖区•高一下期末) 如图所示,原长为l、劲度系数为k的轻弹簧竖直固定在水平地面上,质量为m的小铁球(视为质点)从弹簧正上方距弹簧顶端高度为h处由静止下落,与弹簧接触后压缩弹簧,当弹簧的压缩量为x时,小铁球下落到最低点。重力加速度大小为g,弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力。下列说法正确的是(  )

A.小铁球重力势能的减少量与零势能面的选取有关  

B.当弹簧的压缩量为时,小铁球的动能最大 

C.弹簧弹性势能的最大值为mg(h+x) 

D.小铁球在最低点时的加速度大小为

共享时间:2024-07-08 难度:2 相似度:0.83
158510. (2024•华清中学•高二上二月) 如图所示的水平面,A点左侧和B点右侧的水平面光滑,半径为R、质量2m光滑圆弧形槽放在水平面上,弧形槽刚好与水平面相切于A点,质量为5m的物块乙左端拴接一轻弹簧,静止在水平面上,弹簧原长时左端点刚好位于水平面上的B点。已知AB段粗糙且物块甲与AB段间的动摩擦因数为AB两点之间的距离为R,质量为m的物块甲由弧形槽的最高点无初速度释放,重力加速度为g,两物块均可视为质点。求:
1)物块甲刚到达水平面时弧形槽的位移大小;
2)整个过程中弹簧储存的弹性势能的最大值。
共享时间:2024-12-18 难度:2 相似度:0.83
206326. (2024•新城区•三模) 如图所示,底部带有挡板的固定光滑斜面,倾角为θ=30°,上有质量为m的足够长木板A,其下端距挡板间的距离为L,质量也为m的小物块B置于木板A的顶端,B与木板A之间的动摩擦因数为μ=。无初速释放二者,当木板滑到斜面底端时,与底部的挡板发生弹性碰撞,且碰撞时间极短。可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。试求:
(1)木板A与挡板第一次碰撞后沿斜面上滑的过程中木板A和物块B各自加速度的大小;
(2)木板A从开始到第三次与挡板碰撞过程中运动的总路程s;
(3)若从开始到A、B最后都静止的过程中,物块B一直未从木板A上滑落,则木板A长度l应满足的条件。
共享时间:2024-04-07 难度:3 相似度:0.66
206214. (2024•西安中学•三模) 如图所示,底部带有挡板的固定光滑斜面,倾角为θ=30°,上有质量为m的足够长木板A,其下端距挡板间的距离为L,质量也为m的小物块B置于木板A的顶端,B与木板A之间的动摩擦因数为μ=。无初速释放二者,当木板滑到斜面底端时,与底部的挡板发生弹性碰撞,且碰撞时间极短。可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。试求:
(1)木板A与挡板第一次碰撞后沿斜面上滑的过程中木板A和物块B各自加速度的大小;
(2)木板A从开始到第三次与挡板碰撞过程中运动的总路程s;
(3)若从开始到A、B最后都静止的过程中,物块B一直未从木板A上滑落,则木板A长度l应满足的条件。
共享时间:2024-04-10 难度:3 相似度:0.66
161943. (2022•雁塔二中•高二下期末) 两滑块a、b沿水平面上同一条直线运动,并发生碰撞;碰撞后两者粘在一起运动;经过一段时间后,从光滑路段进入粗糙路段.两者的位置x随时间t变化的图象如图所示.求:
(1)滑块a、b的质量之比;
(2)整个运动过程中,两滑块克服摩擦力做的功与因碰撞而损失机械能之比.

共享时间:2022-07-14 难度:3 相似度:0.66
160828. (2015•西安中学•一模) 图的水平轨道中,AC段的中点B的正上方有一探测器,C处有一竖直挡板,物体P1沿轨道向右以速度v1与静止在A点的物体P2碰撞,并接合成复合体P,以此碰撞时刻为计时零点,探测器只在t1=2s至t2=4s内工作,已知P1、P2的质量都为m=1kg,P与AC间的动摩擦因数为μ=0.1,AB段长l=4m,g取10m/s2,P1、P2和P均视为质点,P与挡板的碰撞为弹性碰撞.
(1)若v1=6m/s,求P1、P2碰后瞬间的速度大小v和碰撞损失的动能ΔE;
(2)若P与挡板碰后,能在探测器的工作时间内通过B点,求v1的取值范围和P向左经过A点时的最大动能E.
德优题库
共享时间:2015-03-10 难度:3 相似度:0.66
158509. (2024•华清中学•高二上二月) 用两只玩具小车A、B做模拟碰撞实验,玩具小车A、B质量分别为m1=1kg和m2=3kg,把两车放置在相距S=8m的水平面上。现让小车A在水平恒力F=8N作用下向着小车B运动,恒力作用一段时间后撤去,小车A继续运动与小车B发生碰撞,碰撞后两车粘在一起,滑行d=0.25m停下。已知两车运动所受的阻力均为重力的0.2倍,重力加速度取10m/s2.求
(1)两个小车碰撞后的速度大小;
(2)小车A受到的恒力F的作用时间。
共享时间:2024-12-18 难度:3 相似度:0.66
160775. (2016•华清中学•二模) 某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛.比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟.已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功率P=1.5W工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.4N,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,x=2.50m.问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10m/s2
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共享时间:2016-03-28 难度:3 相似度:0.66

dygzwlyn

2024-11-28

高中物理 | 高三上 | 解答题

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