5.A、B兩球之間壓縮一根輕彈簧,靜置于光滑水平桌面上.A、B兩球質(zhì)量分別為2m和m.當(dāng)用板擋住小球A而只釋放B球時(shí),B球被彈出落于距桌邊距離為s的水平地面上,如圖所示.問當(dāng)用同樣的程度壓縮彈簧,取走A左邊的擋板,將A、B同時(shí)釋放,B球的落地點(diǎn)距桌邊距離為( 。
A.$\frac{s}{3}$B.$\sqrt{3}s$C.$\frac{{\sqrt{6}s}}{3}$D.$\sqrt{6}s$

分析 A、B兩球之間壓縮一根輕彈簧,當(dāng)用板擋住A球而只釋放B球時(shí),彈性勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為B球的動(dòng)能,以一定的初速度拋出,借助于拋出水平位移可確定彈簧的彈性勢(shì)能.當(dāng)用同樣的程度壓縮彈簧,取走A左邊的擋板,將A、B同時(shí)釋放,由動(dòng)量守恒定律與機(jī)械能守恒定律可求出B球獲得的速度,再由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可算出拋出的水平位移.

解答 解:當(dāng)用板擋住A球而只釋放B球時(shí),B球做平拋運(yùn)動(dòng).設(shè)高度為h,則有${v}_{B}=\frac{s}{t}=s\sqrt{\frac{g}{2h}}$,所以彈性勢(shì)能為E=$\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=\frac{m{s}^{2}g}{4h}$
當(dāng)用同樣的程度壓縮彈簧,取走A左邊的擋板,將A、B同時(shí)釋放,由動(dòng)量守恒定律可得:0=2mvA-mvB 所以vA:vB=1:2.因此A球與B球獲得的動(dòng)能之比EkA:EkB=1:2.所以B球的獲得動(dòng)能為:${E}_{K}=\frac{m{s}^{2}g}{6h}$.
那么B球拋出初速度為${v}_{B}=\sqrt{\frac{{s}^{2}g}{3h}}$,則平拋后落地水平位移為$x=\sqrt{\frac{{s}^{2}g}{3h}}•\sqrt{\frac{2h}{g}}=\frac{\sqrt{6}s}{3}$
故選:C

點(diǎn)評(píng) 考查動(dòng)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律,及平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律.兩種情況下,彈性勢(shì)能完全相同.在彈簧恢復(fù)過程中彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,下列說法正確的是(  )
A.向心力是指向圓心方向的合力,是根據(jù)力的作用效果命名的
B.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力提供向心力且始終指向圓心
C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,向心力是一個(gè)恒力
D.向心力的效果是改變質(zhì)點(diǎn)的線速度方向的

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.如圖所示,AB段是光滑水平軌道,BC段是半徑R=2.5m的半圓弧軌道.用向左的水平力推著質(zhì)量m=2kg的小滑塊,使之壓緊彈簧.某時(shí)刻將水平外力撤去,靜止在A點(diǎn)的小滑塊釋放后從A點(diǎn)開始向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為12m/s,小滑塊滑上半圓弧軌道后,恰能到達(dá)最高點(diǎn)C.(g取10m/s2)求:
(1)釋放滑塊時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能的大;
(2)滑塊剛滑上半圓軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力大小;
(3)滑塊從B運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中克服阻力做的功;
(4)若半圓軌道的半徑未知,恰好能到達(dá)半圓最高點(diǎn)的物塊離開C點(diǎn)后,落在水平軌道上的位置到B點(diǎn)的距離s=4.8m,小滑塊離開C點(diǎn)的速度是多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

13.某同學(xué)用如圖所示裝置研究感應(yīng)電流的方向與引起感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的關(guān)系.已知電流從a接線柱流入電流表時(shí),電流表指針右偏.實(shí)驗(yàn)時(shí),磁場(chǎng)方向、磁鐵運(yùn)動(dòng)情況及電流表指針偏轉(zhuǎn)情況都記錄在表中.
實(shí)驗(yàn)序號(hào)磁場(chǎng)方向磁鐵運(yùn)動(dòng)情況指針偏轉(zhuǎn)情況
1向下插入右偏
2向下拔出左偏
3向上插入左偏
4向上拔出右偏
根據(jù)上表中記錄的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,由實(shí)驗(yàn)1、3得出的結(jié)論是穿過閉合電路的磁通量增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反.并由此回答下面二個(gè)問題:
(1)由實(shí)驗(yàn)2、4得出的結(jié)論是穿過閉合電路的磁通量減小時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同
(2)由實(shí)驗(yàn)1、2、3、4得出的結(jié)論是感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

20.如圖所示,宇航員在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站中會(huì)完全失重,可漂浮在空間站中,下列說法中正確的是(  )
A.宇航員仍受引力的作用
B.宇航員不受任何作用力
C.宇航員受的萬有引力正好提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力
D.宇航員還受外力作用處于平衡狀態(tài)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

10.質(zhì)量為m的汽車,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是P,欲開上一傾角為θ的斜面,受到的摩擦阻力為車重的K倍,那么汽車上坡的最大速度為( 。
A.$\frac{P}{mgsinθ}$B.$\frac{Pcosθ}{Kmg}$C.$\frac{P}{{mg({K+sinθ})}}$D.$\frac{Pcosθ}{{mg({K+sinθ})}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.如圖所示,小物塊A與圓盤保持相對(duì)靜止,跟著圓盤一起作勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列關(guān)于物體A的受力情況說法正確的是(  )
A.受重力、支持力
B.受重力、支持力和與運(yùn)動(dòng)方向相反的摩擦力
C.受重力、支持力、摩擦力和向心力
D.受重力、支持力和指向圓心的摩擦力

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

14.如圖所示,彈簧左端固定,右端被一個(gè)小球恰好壓縮在光滑水平桌面上,已知小球質(zhì)量為m,桌面水平高度為h,小球釋放后,在彈簧彈力作用下水平向右飛出,彈簧原長(zhǎng)恰好在桌面邊沿.記錄下小球落點(diǎn)P.
(1)若測(cè)得某次壓縮彈簧釋放后小球落點(diǎn)P痕跡到O點(diǎn)的距離為s,則釋放小球前彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為$\frac{mg{s}^{2}}{4h}$;
(2)該同學(xué)改變彈簧的壓縮量進(jìn)行多次測(cè)量得到表一組數(shù)據(jù):
彈簧壓縮量x/cm1.002.003.004.005.00
小球飛行水平距離s/m0.190.400.610.800.99
結(jié)合(1)問與表中數(shù)據(jù),可分析得到彈簧彈性勢(shì)能Ep與彈簧壓縮量x之間的函數(shù)關(guān)系式為A(k為比例系數(shù))
A.Ep=kx2      B.Ep=kx      C.Ep=k$\sqrt{x}$      D.Ep=k$\frac{1}{x}$
(3)你認(rèn)為Ep與x的關(guān)系式中的比例系數(shù)k與彈簧的什么因素有關(guān)自然長(zhǎng)度、金屬絲粗細(xì)、彈簧橫截面積、匝數(shù)?

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.關(guān)于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,下列說法正確的是( 。
A.物體線速度的大小和方向都是不變的
B.物體受到的向心力的大小和方向都是不變的
C.物體受到的向心力就是物體受到的指向圓心的合力
D.物體加速度的大小和方向都是不變的

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同步練習(xí)冊(cè)答案