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181908. (2024•田家炳中学•高二下期中) 已知质量为m0的物体在受到F=﹣k0x的回复力作用下,将做简谐运动,其偏离平衡位置的位移x与时间t的关系遵循规律x=Asin (ωt+φ),其中ω=,k0为比例系数,A为振幅。如图,一竖直光滑的足够长圆管,内有一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧下端固定于地面上,上端与一质量为m的圆盘a相连,圆盘a静止时所在位置为O。另一质量为2m 的圆盘b从距O高度为H=的P点由静止由静止开始下落,与a发生碰撞,瞬间粘在一起 向下运动,运动的最低点为Q。两圆盘厚度不计,半径相同且略小于圆管半径。在运动过程中,弹簧形变始终在弹性限度内,且当形变量为x时,弹性势能为Epkx2。重力加速度为g,忽略一切阻力。求:
(1)整个运动过程系统损失的机械能;
(2)圆盘a、b碰后做简谐运动的振幅;
(3)从圆盘b开始下落到第一次运动至最低点Q所用的时间。
共享时间:2024-05-12 难度:2
[考点]
常见力做功与相应的能量转化,机械能守恒定律的简单应用,
[答案]
(1)整个运动过程系统损失的机械能是
(2)圆盘a、b碰后做简谐运动的振幅是
(3)从圆盘b开始下落到第一次运动至最低点Q所用的时间是3+2π
[解析]
解:(1)圆盘b从开始下落到与a碰撞前运动过程,设碰撞前瞬间b的速度大小为v0
对b,由动能定理得:2mgH=﹣0
a、b碰撞过程系统内力远大于外力,碰撞过程系统动量守恒,
设碰撞后的共同速度为v,以向下为正方向,由动量守恒定律得:2mv0=(2m+m)v
碰撞过程,由能量守恒定律得:+ΔE
解得,碰撞过程损失的机械能:ΔE=
(2)圆盘a位移O点时,设弹簧的压缩量是l0,由胡克定律得:mg=kl0
a、b碰撞后一起运动l1到达最低点Q,该过程,对a、b、弹簧组成的系统,
由能量守恒定律得:+(2m+m)gl1
解得:l1
a、b处于平衡位置M时设弹簧的压缩量为l2,由胡克定律得:(2m+m)g=kl2
a、b做简谐运动的振幅:A=l1﹣(l2﹣l0
解得:A=
(3)开始圆盘b做自由落体运动,设运动时间为t1
则H=,解得:t1=3
a、b一起做简谐运动的周期:T=
O、M间的距离:lOM=l2﹣l0,解得:lOMA,
由简谐运动的运动学方程x=Asin (ωt+φ)可知,从O到M的运动时间:t2T
从M运动到最低点Q的时间:t3T
总的运动时间:t=t1+t2+t3
解得:t=3+2π
答:(1)整个运动过程系统损失的机械能是
(2)圆盘a、b碰后做简谐运动的振幅是
(3)从圆盘b开始下落到第一次运动至最低点Q所用的时间是3+2π
[点评]
本题考查了"常见力做功与相应的能量转化,机械能守恒定律的简单应用,",属于"必考题",熟悉题型是解题的关键。
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161301. (2023•师大附中•高二下期末) (12分)如图所示,轻弹簧连接着两个质量均为m=2kg的小球2、3,静止于光滑水平桌面上。另一个质量为M=10kg的小球1以速度v0=12m/s撞向小球2,v0的方向沿着两小球2和3连线方向,已知小球之间的碰撞为弹性碰撞且球1与球2之间不会发生二次碰撞,求:
(1)第一次碰撞刚结束时三个小球的速度分别是多少?
(2)经计算可知,在小球1和2发生第一次碰撞后的1.57s,弹簧第一次压缩到最短,求此时弹簧的弹性势能。
(3)在小球1和2发生第一次碰撞后的1.57s内,小球3的位移为5.7m。求此时小球1和小球2之间的距离。

共享时间:2023-07-26 难度:3 相似度:1.67
182629. (2020•高新一中•高一下期末) 德优题库如图所示,光滑固定坡道顶端距水平面高度为h,质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上,另一端恰位于坡道的底端O点,此时弹簧处于自然长度.已知在OM段,物块A与水平面间的动摩擦因数为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g.
(1)求弹簧最大压缩量为d时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零);
(2)当弹簧的最大压缩量为d时,若物块A能够被弹回到坡道上,则它能够上升的最大高度是多少.
共享时间:2020-07-21 难度:3 相似度:1.67
182439. (2019•西安中学•高一上期中) 德优题库如图所示,质量为m的物体A压在放于地面上的竖直的劲度系数为k1轻弹簧上,上端与劲度系数为k2的轻弹簧相连,轻弹簧k2上端与质量也为m物体B相连,物体B通过轻绳跨过光滑的定滑轮与轻质小桶P相连,A、B均静止。现缓慢地向小桶P内加入细砂,当弹簧k1恰好恢复原长时,(小桶一直未落地)求:
(1)小桶P内所加入的细砂质量;
(2)小桶在此过程中下降的距离。
共享时间:2019-11-15 难度:1 相似度:1.5
182420. (2020•西安中学•高一下期中) 德优题库如图所示,A物体用板托着,位于离地h=1.0m处,轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连,绳子处于绷直状态,已知A物体质量M=1.5kg,B物体质量m=1.0kg,现将板抽走,A将拉动B上升,设A与地面碰后不反弹,B上升过程中不会碰到定滑轮,问:
(1)A落地前瞬间的速度大小为多少?
(2)B物体在上升过程中离地的最大高度为多大?
共享时间:2020-05-23 难度:1 相似度:1.5
182969. (2018•长安区一中•高一下期末) 德优题库如图所示,在高h=0.8m的水平光滑桌面上,有一轻弹簧,其左端固定,质量为m=1kg的小球在外力作用下使弹簧处于压缩状态。由静止释放小球,将小球水平弹出,小球离开弹簧时的速度为v1=3m/s,不计空气阻力。求:
(1)弹簧处于压缩状态时所具有的弹性势能;
(2)小球落地时速度v2的大小。(g取10m/s2
共享时间:2018-07-09 难度:2 相似度:1
151757. (2015•西工大附中•三模) 两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为2kg,最初,A、B两物块均以v=6m/s的速度在光滑水平面上向右匀速运动,质量4kg的物块C静止在A、B的正前方,其情景如图所示。B与C碰撞后二者会粘在一起运动。求在此后的运动中弹簧的最大弹性势能。
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共享时间:2015-04-08 难度:2 相似度:1
182163. (2021•高新一中•高一下期中) 德优题库如图所示,一轻质弹簧一端固定在倾角为37°的光滑固定斜面的底端,另一端连接质量mA=2kg的小物块A,小物块A静止在斜面上的O点,距O点x0=0.75m的P处有一质量mB=1kg的小物块B,由静止开始下滑,与小物块A发生弹性正碰,碰撞时间极短,碰后当小物块B第一次上滑至最高点时,小物块A恰好第一次回到O点。小物块A、B都可视为质点,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)碰后小物块B的速度大小;
(2)从碰后到小物块A第一次回到O点的过程中,弹簧对小物块A的冲量大小。
共享时间:2021-05-14 难度:2 相似度:1
182186. (2021•西工大附中•高二下期中) A、B两金属板如图竖直固定在绝缘底座上,与底座的总质量为m.将其静放在光滑水平面上.已知两金属板间的电压为U,极板间距为d.在A板底端上有一小孔,质量也为m、带正电、电荷量为q的小滑块以v0的速度从小孔水平滑入极板间,小滑块最远可滑到距A板为x的P点.已知小滑块与底座间的动摩擦因数为μ,极板外侧的电场强度为0.不计电场的边缘效应以及小滑块电荷对电场的影响.求:
(1)x的值;
(2)小滑块在极板间运动的全过程中,因与底座间的摩擦而产生的内能.

共享时间:2021-05-21 难度:2 相似度:1
182226. (2021•铁一中学•高一下期中) 德优题库如图所示,在光滑桌面上静止放置着长木板B和物块C,长木板B上表面的右端有一物块A,物块A与长木板B之间的动摩擦因数为0.2,长木板足够长。现让物块C以4m/s的初速度向右运动,与木板B碰撞后黏在一起。已知物块A的质量为2kg,长木板B的质量为1kg,物块C的质量为3kg,重力加速度g取10m/s2,试求:
(1)C与B碰撞过程中,损失的机械能;
(2)最终A、B、C的速度大小以及A相对于B运动的距离。
共享时间:2021-05-20 难度:2 相似度:1
182402. (2020•西安中学•高一下期中) 德优题库如图所示,质量M=6kg的足够长的小平板车静止在光滑水平面上,车的一端静止着质量为MA=2kg的物体A(可视为质点),一个质量为m=20g的子弹以500m/s的水平速度迅速射穿A后,速度变为100m/s,最后物体A静止在车上,若物体A与小车间的动摩擦因数μ=0.5(g取10m/s2
(1)平板车最后的速度是多大?
(2)全过程损失的机械能为多少?
(3)A在平板车上滑行的距离为多少?
共享时间:2020-05-25 难度:2 相似度:1
182517. (2020•西安中学•高一下期中) 如图所示,质量为m=0.25kg的物块(可视为质点)放在质量为M=0.5kg的木板左端,木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4,质量为m0=5g的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块,并以v1=100m/s的速度水平穿出(此过程时间极短),g取10m/s2,求:
(1)子弹刚从物块穿出的瞬间,物块的速度v2
(2)要使物块不从木板上滑落,则木板的长度至少要多长?

共享时间:2020-05-28 难度:2 相似度:1
182911. (2018•西安中学•高二下期末) 铅弹以速度v=210m/s射入木块后停在木块中,木块没有移动。增加的内能的(c=1.3×102J/(kg?℃))80%使铅弹的温度升高,铅弹温度升高了多少?(结果保留三位有效数字)
共享时间:2018-07-10 难度:2 相似度:1
181817. (2024•田家炳中学•高二上期中) 德优题库如图所示,光滑悬空轨道上静止一质量为3m的小车A,用一段不可伸长的轻质细绳悬挂一质量为2m的木块B.一质量为m的子弹以水平速度v0射入木块(时间极短),在以后的运动过程中,摆线离开竖直方向的最大角度小于90°,(不计空气阻力)试求:
(1)子弹射入木块时产生的热量;
(2)木块能摆起的最大高度;
(3)小车A运动过程的最大速度。
共享时间:2024-11-25 难度:2 相似度:1
183157. (2017•西安中学•高二下期末) 德优题库如图,两块相同平板P1、P2置于光滑水平面上,质量均为m。P2的右端固定一轻质弹簧,左端A与弹簧的自由端B相距L.物体P置于P1的最右端,质量为2m且可以看作质点。P1与P以共同速度v0向右运动,与静止的P2发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后P1与P2粘连在一起,P压缩弹簧后被弹回并停在A点(弹簧始终在弹性限度内)。P与P2之间的动摩擦因数为μ,求:
(1)P1、P2刚碰完时的共同速度v1和P的最终速度v2
(2)此过程中弹簧最大压缩量x和相应的弹性势能Ep
共享时间:2017-07-19 难度:2 相似度:1
182694. (2019•西安中学•高一下期末) 德优题库如图所示,在光滑水平面上有木块A和B,mA=0.5kg,mB=0.4kg,它们的上表面是粗糙的,今有一小铁块C,mC=0.1kg,以初速度v0=10m/s沿两木块表面滑过,最后停留在B上,且B、C以共同速度v=1.5m/s运动,求:
(1)A、B分开后,A最终速度的大小;
(2)C刚离开A时速度的大小。
共享时间:2019-07-11 难度:2 相似度:1

dygzwlyn

2024-05-12

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