题目内容

如图(14)所示,有一倾角为θ=370的硬杆,其上套一底端固定且劲度系数为k=120N/m的轻弹簧,弹簧与杆间无摩擦。一个质量为m=1kg的小球套在此硬杆上,从P点由静止开始滑下,已知小球与硬杆间的动摩擦因数为µ=0.5,P与弹簧自由端Q间的距离为L=1m。弹簧的弹性势能与其形变量x的关系为。求:

(1)木块从开始下滑到与弹簧自由端相碰所经历的时间t;

(2)木块运动过程中达到的最大速度υm;

(3)若使木块在P点以初速度υ0下滑后又恰好回到P点,则υ0需多大?

解:(10分)

(1)  …………(1分)

        ………… (1分)

(2)当小球从P点无初速滑下时,弹簧被压缩至x处有最大速度vm

  ………… (1分)

…………(2分)

代入数据得     ………… (1分)

(3)设小球从P点压缩弹簧至最低点,弹簧的压缩量为x1,由动能定理

……(1分)

从最低点经过弹簧原长Q点回到P点的速度为0,则有

…… (1分)

………… (1分)  

………… (1分)

分步得出结论同样给分

练习册系列答案
相关题目
(1)图(a)为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图,现有的器材为:铁架台、电磁打点计时器、纸带、复写纸、带铁夹的重锤.为完成本实验,除了所给的器材,还需要的器材有:
AC
AC
(填入正确选项前的字母)

A.直尺    B.秒表    C.4~6V的交流电源    D.4~6V的直流电源
(2)在实验中,已知电磁打点计时器工作周期T=0.02S,自由下落的重锤质量m=2kg,如图(b)所示为某同学实验后选出的一条理想的纸带,O点是打出的第一个点,A、B、C是在纸带上取出的三个计数点,AB、BC间各有一个点未画出.经测得A、B、C三点到O点的距离分别为:S1=12.9cm,S2=20.6cm,S3=28.9cm,g=10m/s2,完成以下问题:(★本题中涉及到数值计算的,结果均得保留两位有效数字)
①纸带的
左
左
端与重锤连接(填左或右).
②打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=
2.0
2.0
m/s.
③从起点O到打下计数点B的过程中,重力势能的减少量△EP=
4.1
4.1
J,此过程中物体动能的增量△EK=
4.0
4.0
J.
④在此实验中发现,重锤重力势能的减少量总是大于动能的增量,其主要原因是因为在重锤下落过程存在阻力作用,可以通过该装置测定该阻力的大小.设重锤所受阻力大小F恒定,试用题目中所给物理量的符号表示出重锤所受阻力大小F=
mg-m
s3+s1-2s2
4T2
mg-m
s3+s1-2s2
4T2
.(用m、T、g、S1、S2、S3表示)
影响物质材料电阻率的因素很多.一般金属材料的电阻率随温度的升高而增大;半导体材料的电阻率则随温度的升高而减小;
(1)如图(甲)是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象,若用该电阻与电池(电动势E=1.5V,内阻不计)、电流表(量程为5mA、内阻Rg=100Ω)、电阻箱R′串联起来,连接成如图(乙)所示的电路,用该电阻做测温探头,把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度,就得到了一个简单的“金属电阻温度计”.
①电流刻度较大处对应的温度刻度值
 
;(填“较大”或“较小”)
②若电阻箱阻值R′=50Ω,在丙图中空格处(5mA)对应的温度数值为
 
℃.
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(2)PTC元件由于材料的原因有特殊的导电特性,其电阻随温度变化关系复杂.现有一只由PTC元件做成的加热器,实验测出各温度下它的阻值,数据如下:
t/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
R/kΩ 14 11 7 3 4 5 6 8 10 14 16
加热器接到200V的电源上,在方格纸上已根据反复实验的大量实验数据作出了PTC加热器功率PR随温度t的变化关系曲线,已知PTC加热器器外表面向四周散热的功率为PQ=0.1(t-t0)瓦,其中t(单位为℃)为加热器的温度,t0为室温(本题取20℃).
①请在同一坐标平面内作出PQ与温度t之间关系的图象
②加热器工作的稳定温度为
 
℃;
③加热器保持工作稳定温度的原理为:
当温度稍高于稳定温度时:
 
;
当温度稍低于稳定温度时:
 
从而保持温度稳定.                        
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