题目内容

【题目】如图,一轻弹簧原长为2L,其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处,另一端位于直轨道上B处,弹簧处于原长,直轨道BC=5L。质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑,最低到达E点(未画出),随后P沿轨道被弹回,最高点到达F点,BF=2L,已知P与直轨道间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度大小为g。(取sin370=0.6,cos370=0.8)

(1)求P第一次运动到B点时速度的大小;

(2)P从B运动到E的过程中加速度大小和速度的大小如何变化;

(3)求P运动到E点时弹簧的弹性势能。

【答案】(1) (2)加速度大小先减小后增大;速度大小先增大后减小 (3)2.4mgL

【解析】(1)根据动能定理可得: ,解得

或

(2)在B点刚开始接触弹簧,弹力从零增大,但仍小于重力沿斜面向下的分力,故做加速运动,加速度,随着弹力增大,加速度减小,当时,加速度为零,速度最大,之后弹力大于重力沿斜面向下的分力,做减速运动,加速度,随着弹力的增大,加速度增大,故加速度先减小后增大,速度先增大后减小

(3)BE=x,弹簧弹力做功大小为W,从B点到E点过程中,

从E到F过程中,

可得x=L Ep=W=2.4mgL

练习册系列答案
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【题目】如图所示 “验证牛顿第二定律”的实验装置示意图.砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M.实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小.

(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板一端滑轮的高度,使细线与长木板平行.接下来还需要进行的一项操作是(______).

A.将长木板水平放置,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,给打点计时器通电,调节m的大小,使小车在砂和砂桶的牵引下运动,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

B.将长木板的一端垫起适当的高度,让小车连着已经穿过打点计时器的纸带,撤去砂和砂桶,给打点计时器通电,轻推小车,从打出的纸带判断小车是否做匀速运动

C.将长木板的一端垫起适当的高度,撤去纸带以及砂和砂桶,轻推小车,观察判断小车是否做匀速运动

(2)实验中要进行质量m和M的选取,以下最合理的一组是(_______).

A.M=200 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

B.M=200 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

C.M=400 g,m=10 g、15 g、20 g、25 g、30 g、40 g

D.M=400 g,m=20 g、40 g、60 g、80 g、100 g、120 g

(3)下图是实验中得到的一条纸带,A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,量出相邻的计数点之间的距离分别为:sAB=4.22 cm、sBC=4.65 cm、sCD=5.08 cm、sDE=5.49 cm,sEF=5.91 cm,sFG=6.34 cm.已知打点计时器的工作频率为50 Hz,则小车的加速度大小a=________m/s2.(结果保留两位有效数字).

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