题目内容
(12分)如图所示,一质量不计的轻质弹簧的上端与盒子A连接在一起,盒子A放在倾角为θ=300的光滑固定斜面上,下端固定在斜面上.盒子内装一个光滑小球,盒子内腔为正方体,一直径略小于此正方形边长的金属圆球B恰好能放在盒内,已知弹簧劲度系数为k=100N/m,盒子A和金属圆球B质量均为1kg.,将A沿斜面向上提起,使弹簧从自然长度伸长10cm,从静止释放盒子A,A和B一起在斜面上做简谐振动,g取10m/s2,求:
(1)盒子A的振幅.
(2)金属圆球B的最大速度. (弹簧型变量相同时弹性势能相等)
(3)盒子运动到最高点时,盒子A对金属圆球B的作用力大小
(1) 20cm(2)(3)5N
解析试题分析:(1) 振子在平衡位置时,所受合力为零,设此时弹簧被压缩Δx
(1分)
/=10cm(1分)
释放时振子处在最大位移处,故振幅A为: A=10cm+10cm=20cm(2分)
(2)由于开始时弹簧的伸长量恰等于振子在平衡位置时弹簧的压缩量,故弹簧势能相等,设振子的最大速率为v,从开始到平衡位置,根据机械能守恒定律:
(2分)
(2分)
(3)在最高点振子受到的重力分力和弹力方向相同,根据牛顿第二定律:
(2分)(或由对称性可得)
A对B的作用力方向向下,其大小为:==5N (2分)
考点:简谐运动、机械能守恒定律、牛顿第二定律
在探究物体的加速度a与物体所受外力F、物体质量M间的关系时,采用如图所示的实验装置.小车及车中的砝码质量用M表示,盘及盘中的砝码质量用m表示.
(1)当M与m的大小关系满足________时,才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力.
(2)某一组同学先保持盘及盘中的砝码质量m一定来做实验,其具体操作步骤如下,以下做法正确的是________.
A.平衡摩擦力时,应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上 |
B.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力 |
C.实验时,先放开小车,再接通打点计时器的电源 |
D.用天平测出m以及小车质量M,小车运动的加速度可直接用公式a=求出 |
图1 图2
图1: ____________________________________________________;
图2: _____________________________________________________.