题目内容
19．
如图所示，一个竖直固定在地面的透气圆筒，筒中有一劲度系数为k的轻弹簧，其下端固定，上端连接一质量为m的薄滑块，圆筒内壁涂有一层新型智能材料-ER流体，它对滑块的阻力可调．起初，滑块静止，ER流体对其阻力为0，弹簧的长度为L．现有一质量也为m（可视为质点）的物体在圆筒正上方距地面2L处自由落下，与滑块碰撞（碰撞时间极短）后粘在一起，并以物体碰前瞬间速度的一半向下运动．ER流体对滑块的阻力随滑块下移而变，保证了滑块做匀减速运动，当下移距离为d时速度减为物体碰前瞬间速度的四分之一．取重力加速度为g．试求（忽略空气阻力）：（1）物体与滑块碰撞前瞬间的速度大小；
（2）滑块向下运动过程中的加速度大小；
（3）当下移距离为d时，ER流体对滑块的阻力大小．
分析 （1）由速度位移公式求的速度
（2）由物体的运动过程可以求得物体的加速度的大小；
（3）对物体受力分析，由牛顿第二定律可以求得滑块受到的阻力的大小
解答 解：（1）物块做自由落体运动，故有：
v=$\sqrt{2gL}$
（2）设加速度大小为a，有2ax=v12，x=$\frac{2mg}{k}$
a=$\frac{kL}{8m}$．
（3）设弹簧弹力为FN，ER流体对滑块的阻力为FER，
受力分析如图所示 FN+FER-2mg=2ma
FN=kx
x=d+$\frac{mg}{k}$
解得${F}_{ER}=mg+\frac{kL}{4}$-kd．
答：（1）物体与滑块碰撞前瞬间的速度大小$\sqrt{2gL}$
（2）滑块向下运动过程中加速度的大小为$\frac{kL}{8m}$；
（3）滑块下移距离d时ER流体对滑块阻力的大小为mg+$\frac{kL}{4}$-kd．
点评 本题中不仅用到了运动学公式和牛顿第二定律，题目的综合性较强，能够很好考查学生的分析问题的能力．
练习册系列答案
时刻准备着暑假作业原子能出版社系列答案
相关题目
如图所示，在O点有一个粒子，可以向水平直线 HH′以上的纸平面区域各个方向（含HH′）发射速度大小均为v0的同种正粒子．直线GG′与HH′平行．在GG′以下区域有磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外的匀强磁场．在GG′和与之平行的直线FF′之间有方向竖直向上的匀强电场，场强大小E=Bv0．HH′与GG′、GG′与FF′之间的距离均为L．在FF′以上区域有垂直纸面向外的另一匀强磁场．图中O、O1、O2处于同一竖直线上，不计粒子重力．求：（不考虑粒子间的相互作用）
7．氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级辐射出a光，从n=4的能级跃迁到n=2的能级辐射出b光．下列关于这两种光的说法正确的是（ ）
| A． | a光的光子能量比b光的光子能量大 | |
| B． | 在同种介质中a光的传播速度比b光的传播速度小 | |
| C． | 若a光不能使某金属发生光电效应，则b光一定不能使该金属发生光电效应 | |
| D． | 将a光和b光先后在同一双缝干涉装置上进行实验，所得到的相邻干涉条纹的间距，a光的比b光的大一些 |
14．据法新社报道，日本核泄漏事故正在加剧！福岛第一核电站3号机组不排除像1号机组一样发生爆炸．而2号反应堆可能正发生泄漏，两个反应堆可能已经出现“熔毁”现象．福岛第一核电站3号机组所用核燃料为铀（92238U）和钚（94239Pu），下列分析正确的是（ ）
| A． | 钚的半衰期为24100年，则泄露物质中钚原子总数降为原来的$\frac{1}{8}$约需7.2万年 | |
| B． | 92238U俘获中子后形成92239U，再经一次β衰变即可成为原子反应堆中的燃料94239Pu | |
| C． | 94239Pu衰变时放出的α射线比β射线的贯穿本领强，所需的屏蔽材料较厚 | |
| D． | 原子反应堆中Pu裂变的方程可以写为：94239Pu+01n→3887Sr+56137Ba+1501n |
4．
普通交流电流表和交流电压表不能直接接在高压输电线路上测电流和电压，通常要通过互感器来连接，现在在图示高压电路输入端已接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为1：200和200：1，图中甲、乙表示电压表或电流表，已知电路中电压表的读数为11V，电流表的读数为1A，则（ ）
普通交流电流表和交流电压表不能直接接在高压输电线路上测电流和电压，通常要通过互感器来连接，现在在图示高压电路输入端已接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为1：200和200：1，图中甲、乙表示电压表或电流表，已知电路中电压表的读数为11V，电流表的读数为1A，则（ ）| A． | 甲电表是电压表，乙电表是电流表 | |
| B． | 甲电表是电流表，乙电表是电压表 | |
| C． | 图示高压输送电路输电线的总电阻是11Ω | |
| D． | 图示高压输送电路输入的总功率为440 kW |
美国物理学家密立根以精湛的技术测出了光电效应中几个重要的物理量．若某次实验中，他用光照射某种金属时发现其发生了光电效应，且得到该金属逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图象如图所示，经准确测量发现图象与横轴的交点坐标为4.77，与纵轴交点坐标为0.5．已知电子的电荷量为1.6×10-19C，由图中数据可知普朗克常量为6.5×10-34J•s，金属的极限频率为4.8×1014Hz．（均保留两位有效数字）
8．
如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离（ ）
如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向下移动一小段距离（ ）| A． | 带点油滴将沿竖直方向向上运动 | |
| B． | P点的电势将降低 | |
| C． | 带点油滴的电势能将减少 | |
| D． | 电容器的电容减小，极板带电量也减小 |
一个重量为G=100N的物体，放在固定的粗糙斜面上，斜面与水平方向的夹角θ为37°，物体静止不动．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）