题目内容

【题目】如图所示，挡板固定在足够高的水平桌面上左端，小物块A和B大小可忽略，它们分别带有+和+的电荷量，质量分别为和．两物块由绝缘的轻弹簧相连，一不可伸长的轻绳水平跨过滑轮，一端与B连接，另一端连接一轻质小钩，整个装置处于方向水平向左的匀强电场中，电场强度为E．开始时A、B静止，已知弹簧的劲度系数为k，不计一切摩擦及A、B间的库仑力，A、B所带电荷量保持不变，B一直在水平面上运动且不会碰到滑轮．试求:

（1）开始A、B静止时，求挡板对物块A的作用力大小；

（2）若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放，当物块C下落到最大距离时物块A对挡板的压力刚好为零，试求物块C下落的最大距离；

（3）若C的质量改为2M，则当A刚离开挡板时，B的速度多大？

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

(1)开始A、B静止时，AB受力平衡，水平方向有：

(2) 开始时弹簧形变量为x1，由平衡条件

得

设当A刚离开档板时弹簧的形变量为x2：由

得

所以C下降的最大距离为

联立解得

(3)由能量守恒定律可知：C下落h过程中，C重力势能的减少量等于B的电势能的增量和弹簧弹性势能的增量以及系统动能的增量之和，当C的质量为M时，

当C的质量为2M时，设A刚离开挡板时B的速度为v，则有

联立解得

练习册系列答案
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【题目】如图所示，质量为m的小球用长为L的轻质细线悬于O点，与O点处于同一水平线上的P点处有一根光滑的细钉，已知OP＝，在A点给小球一个水平向左的初速度v0，发现小球恰能到达跟P点在同一竖直线上的最高点B。求：

(1)小球到达B点时的速率；

(2)若不计空气阻力，则初速度v0为多少？

(3)若空气阻力不能忽略，则初速度需变为v0′＝3时才可以恰好到达最高点B，则小球从A到B的过程中克服空气阻力做了多少功？

【题目】“平安北京，绿色出行”，地铁已成为北京的主要绿色交通工具之一。图为地铁安检场景，图是安检时传送带运行的示意图。某乘客把一书包放在水平传送带的入口A处，书包随传送带匀速运动到出口B处。由于书包与传送带间的动摩擦因数很大，传送带的运行速度很小，可忽略书包的加速时间。已知传送带始终以的速度匀速运行，A、B两处之间的距离。

(1)求书包从A处运动到B处的时间t；

(2)有同学认为，书包随传送带匀速运动过程中，始终受到传送带施加的摩擦力作用。你认为这种说法是否正确，请说明理由；

(3)若书包与传送带间的动摩擦因数为0.02，试分析书包到达右端时的速度与传送带速度的关系，并用试着画出书包到达右端时的速度与传送带速度关系的图像（）。

【题目】某实验小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律及求得当地的重力加速度。实验装置如图甲所示。气垫导轨水平固定在水平桌面上，导轨A点处有一带遮光条的滑块，其总质量为M，遮光条的宽度为d，左端通过跨过轻质光滑定滑轮的细线与一质量为m的钩码相连，连接滑块的细线与导轨平行，导轨上B点处固定一光电门，可以测得遮光条经过光电门时的挡光时间t，遮光条到光电门的距离为L（L小于钩码到地面的距离），已知当地重力加速度为g。

（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A点运动至光电门的过程中，滑块、遮光条与钩码组成的系统重力势能的减少量可表示为__________，动能的增加量可表示为__________。若代入测量数据在误差允许的范围内相等，则验证了系统机械能守恒。

（2）若某同学实验中测得遮光条的宽度d＝0.50 cm，m＝50 g，M＝150 g，多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）由静止开始滑动，测量相应的L与t值，作出图象如图乙所示，则当地的重力加速度g＝__________m／s2。

【题目】在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。

（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：____________________。

（a）通过调节使斜槽的末端保持水平

（b）每次释放小球的位置必须不同

（c）每次必须由静止释放小球

（d）记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降

（e）小球运动时不应与木板上的白纸（或复写纸）相接触

（f）将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线

（2）一个同学在实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离相等的三点A、B、C，量得= 0. 2m。又量出它们之间的竖直距离分别为h1 = 0. 1m，h2 = 0. 2m，利用这些数据，可求得：

①物体抛出时的初速度为_________m/s；

②物体经过B时竖直分速度为________m/s；

③抛出点在A点上方高度为__________m处。

【题目】一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。对于上述两个过程，用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则(　　)

A. WF2＞4WF1，Wf2＞2Wf1

B. WF2＞4 WF1，Wf2＝2 Wf1

C. WF2＜4 WF1，Wf2＝2 Wf1

D. WF2＜4 WF1，Wf2＜2 Wf1

【题目】某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方，滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计。在气垫导轨上相隔一定距离L的两处安装两个光电传感器A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器A、B时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线。

(1)当采用图甲的实验装置进行实验时，下列说法中正确的是（____）

A．滑块P机械能守恒

B．钩码Q机械能守恒

C．滑块P和钩码Q组成的系统机械能守恒

D．以上三种说法都正确

(2)实验前，接通电源，将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的△t1____△t2(选填“>”“=”或“<”)时，说明气垫导轨已经水平。

(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若△t1、△t2、遮光条宽度d、滑块质量M、钩码质量m已知，若上述物理量间满足关系式______________，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。

(4)若遮光条宽度d=8.400mm，A、B间的距离L=160.00cm，△t1=8.40×103s，△t2=4.20×103s，滑块质量M=180g，钩码Q质量m=20g，则滑块从A运动到B的过程中系统势能的减少量△Ep=_______J，系统动能的增量△Ek=________J。(g=9.80m/s2，计算结果保留三位有效数字)

【题目】如图所示，一质量M=4kg的小车静置于光滑水平地面上，左侧用固定在地面上的销钉挡住。小车上表面由光滑圆弧轨道BC和水平粗糙轨道CD组成，BC与CD相切于C， BC所对圆心角θ＝37°，CD长L＝3m。质量m=1kg的小物块从某一高度处的A点以v0＝4m/s的速度水平抛出，恰好沿切线方向自B点进入圆弧轨道，滑到D点时刚好与小车达到共同速度v=1.2m/s。取g＝10m/s2，sin37°=0.6，忽略空气阻力。

（1）求A、B间的水平距离x；

（2）求小物块从C滑到D所用时间t0；

（3）求圆弧半径R.

【题目】随着机动车数量的增加，交通安全问题日益凸显，分析交通违法事例，将警示我们遵守交通法规，珍惜生命。如图所示为某型号货车紧急制动时(假设做匀减速直线运动)的v2－x图象(v为货车的速度，x为制动距离)，其中图线1为满载时符合安全要求的制动图象，图线2为严重超载时的制动图象。某路段限速72 km/h，是根据该型号货车满载时安全制动时间和制动距离确定的，现有一辆该型号的货车严重超载并以54 km/h的速度行驶。通过计算求解：

(1)驾驶员紧急制动时，该型号严重超载的货车制动时间和制动距离是否符合安全要求；

(2)若驾驶员从发现险情到采取紧急制动措施的反应时间为1 s，则该型号货车满载时以72 km/h速度正常行驶的跟车距离至少应为多远？

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