题目内容
3.(1)当弹簧压缩量为x0时弹簧储存弹性势能Ep为多少?
(2)若弹簧能恢复原长,则弹簧首次恢复原长时物体的速度v为多大?
(3)物体可能通过路程的范围.
分析 (1)根据Ep=$\frac{1}{2}$kx2,求解弹簧储存弹性势能Ep.
(2)弹簧首次恢复原长时,由能量守恒求解物体的速度v.
(3)对全过程使用动能定理即可解答.
解答 解:(1)当弹簧压缩量为x0时弹簧储存弹性势能 Ep=$\frac{1}{2}$kx02.
(2)从释放到弹簧首次恢复原长,由能量守恒可得:
Ep=μmgx0+$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
解得 v=$\sqrt{\frac{k{x}_{0}^{2}}{m}-2μg{x}_{0}}$
(3)若物体最终停在原长位置,物体运动的路程最大,由能量守恒得:Ep=μmgs最大
解得:s最大=$\frac{k{x}_{0}^{2}}{2μmg}$
若物体最终停在弹簧弹力等于最大摩擦力的位置,物体运动的路程最小,则得:Ep=μmgs最小+$\frac{1}{2}k{x}^{2}$
又 x=$\frac{μmg}{k}$
解得:s最小=$\frac{k{x}_{0}^{2}}{2μmg}$-$\frac{μmg}{2k}$
物体可能通过路程的范围为:$\frac{k{x}_{0}^{2}}{2μmg}$-$\frac{μmg}{2k}$≤s≤$\frac{k{x}_{0}^{2}}{2μmg}$.
答:
(1)当弹簧压缩量为x0时弹簧储存弹性势能Ep为$\frac{1}{2}$kx02.
(2)若弹簧能恢复原长,则弹簧首次恢复原长时物体的速度v为$\sqrt{\frac{k{x}_{0}^{2}}{m}-2μg{x}_{0}}$.
(3)物体可能通过路程的范围为:$\frac{k{x}_{0}^{2}}{2μmg}$-$\frac{μmg}{2k}$≤s≤$\frac{k{x}_{0}^{2}}{2μmg}$.
点评 本题是信息题,首先要读懂得题意,知道弹性势能与弹簧的形变量的关系.其次要把握能量是如何转化的,运用能量守恒定律解答.
| A. | 小球运动过程中受到重力、弹力和向心力作用 | |
| B. | 小球过最高点时的最小速度是$\sqrt{gR}$ | |
| C. | 小球过最高点时,杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反,此时重力一定大于杆对球的作用力 | |
| D. | 小球过最低点时,球对杆的力不一定大于球的重力 |
| A. | 10J | B. | 12J | C. | 14J | D. | 8J |
| A. | 牛顿第一定律是通过实验得出的 | |
| B. | 惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大 | |
| C. | 牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果 | |
| D. | 力是改变物体运动状态的原因 |
| A. | 选不同的参考平面,在每个阶段物体重力势能的增量可能不相同 | |
| B. | 不论选什么参考平面,物体在末状态的重力势能都相等 | |
| C. | 选不同的参考平面,在各阶段重力做功不相等 | |
| D. | 选不同的参考平面,在各阶段重力做功相等 |
| A. | 8:00是指一段时间 | |
| B. | 汽车行驶的平均速率是90km/h | |
| C. | 汽车行驶的位移大小是168.8公里 | |
| D. | 研究汽车在地图上的运动轨迹时,可看作质点 |
| A. | 汽车运动过程中的牵引力不变 | |
| B. | 汽车所能达到的最大速度为40m/s | |
| C. | 汽车速度为10m/s时,加速度是2m/s2 | |
| D. | 汽车运动过程中加速度不断增大,速度也不断增大,直到最后做匀速运动 |
| A. | 4 m | B. | 8 m | C. | 10m | D. | 12m |
| A. | 只要重力做功,物体重力势能一定变化 | |
| B. | 物体做匀速直线运动时,其重力势能一定不变 | |
| C. | 重力势能为0的物体,不可能对别的物体做功 | |
| D. | 某个物体处于某个位置,其重力势能的值是唯一确定的 |