题目内容
12.分析 解锁后小球B恰好能运动到圆弧中点时速度为零,运用机械能守恒定律求解解锁后B球的速度;解锁过程,A、B两球组成的系统动量守恒和机械能守恒,根据两大守恒定律列式求出锁定时弹簧的弹性势能.以后小球B下滑追上弹簧并压缩弹簧,当两球速度相等时,弹簧的弹性势能最大,由动量守恒和机械能守恒求弹性势能最大值,再求锁定时弹簧的弹性势能与以后弹簧所能获得的最大弹性势能之差.
解答 解:设解锁后A球的速度为vA.B球的速度为vB.B从M到圆弧中点的过程,由机械能守恒定律得:
mgR=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
代入数据得:vB=5m/s
解锁过程,取向右为正方向,由系统的动量守恒和机械能守恒得:
2mv0=mvA+mvB
Ep=$\frac{1}{2}$mvA2+$\frac{1}{2}$mvB2-$\frac{1}{2}•2m{v}_{0}^{2}$
联立并代入数据解得:vA=-1m/s,Ep=9J
以后弹簧所能获得的弹性势能最大时两球的速度相同,设为v.由系统的动量守恒和机械能守恒得:
mvA-mvB=2mv
Epm=$\frac{1}{2}$mvA2+$\frac{1}{2}$mvB2-$\frac{1}{2}•2m{v}^{2}$
解得最大弹性势能为:Epm=4J
所以最大弹性势能之差为:Ep-Epm=5J
答:锁定时弹簧的弹性势能与以后弹簧所能获得的最大弹性势能之差是5J.
点评 分析清楚B的运动过程,抓住弹簧释放过程和压缩弹簧的过程,系统的动量守恒和机械能守恒是关键.要注意选取正方向,用符号表示速度的方向.
练习册系列答案
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5.如图甲是某种型号的电热毯的电路图,电热毯接在交变电源上,通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如图乙所示.若电热丝的电阻为110Ω,则以下说法中正确的是( )
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9.
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| B. | 导体框转到图示位置时,某一长边两端电压$\frac{1}{3}B{l}^{2}ω$ | |
| C. | 从图示位置开始线圈转过60°的过程中通过电阻R的电量$\frac{\sqrt{3}B{L}^{2}}{2(R+r)}$ | |
| D. | 从图示位置开始,线圈转过60°时的电动势是Bl2ω |
10.在如图甲所示的电阻R上加上如图乙所示的交变电压,电表为理想交变电表( )

| A. | 交变电压周期是0.02s | |
| B. | 电压表读数为220V | |
| C. | 0.01s时,电流表读数为0 | |
| D. | 通过R的电流表达式为i=$\frac{220}{R}$sin100πt(A) |