题目内容
【题目】如图所示,用轻弹簧将质量均为m=1kg的物块A和B连接起来,将它们固定在空中,弹簧处于原长状态,A距地面的高度h1=0.15m.同时释放两物块,设A与地面碰撞后速度立即变为零,由于B压缩弹簧后被反弹,使A刚好能离开地面(但不继续上升).已知弹簧的劲度系数k=100N/m,取g=10m/s2.求:
(1)物块A刚到达地面的速度;
(2)物块B反弹到最高点时,弹簧的弹性势能;
(3)若将B物块换为质量为2m的物块C(图中未画出),仍将它与A固定在空中且弹簧处于原长,从A距地面的高度为h2处同时释放,C压缩弹簧被反弹后,A也刚好能离开地面,此时h2的大小.
【答案】(1)1.73m/s;
(2)0.5J;
(3)0.125m
【解析】
试题(1)依题意,AB两物块一起做自由落体运动 ①(1分)
设A物块落地时速度为v1,此时B的速度也为v1
则有②(1分)
(2)设A刚好离地时,弹簧的形变量为x,此时B物块到达最高点
对A物块,有③(1分)
A落地后到A刚好离开地面的过程中,对于A、B及弹簧组成的系统机械能守恒,
有④(3分)
由②③④可得:⑤(1分)
(3)换成C后,设A落地时,C的速度为v2,
则有⑥(1分)
A落地后到A刚好离开地面的过程中,A、C及弹簧组成的系统机械能守恒,
则有⑦(3分)
联立解得(1分)
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【题目】以下是一位同学做“探究形变与弹力的关系”的实验。
(1)下列的实验步骤是这位同学准备完成的,请你帮这位同学按操作的先后顺序,用字母排列出来是: 。
A.以弹簧伸长量为横坐标,以弹力为纵坐标,描出各组数据(x,F)对应的点,并用平滑的曲线连结起来。 |
B.记下弹簧不挂钩码时,其下端在刻度尺上的刻度L0 |
C.将铁架台固定于桌子上,并将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一刻度尺 |
D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个……钩码,并分别记下钩码静止时,弹簧下端所对应的刻度并记录在表格内,然后取下钩码 |
E、以弹簧伸长量为自变量,写出弹力与弹簧伸长量的关系式.
F、解释函数表达式中常数的物理意义.
(2)下表是这位同学探究弹力大小与弹簧伸长量之间的关系所测的几组数据:
弹力(F/N) | 0.5 | 1.0 | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
弹簧原来长度(L0/cm) | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
弹簧后来长度(L/cm) | 16.0 | 17.1 | 18.0 | 18.9 | 20 |
弹簧伸长量(x/cm) | 1.0 | 2.1 | 3.0 | 3.9 | 5.0 |
据上表的数据在右下图的坐标中作出F-x图线。
②写出曲线的函数表达式。(x用cm作单位):
③函数表达式中常数的物理意义: