【題目】如圖，為某碰撞模擬實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)圖。在水平地面上固定傾角為的足夠長(zhǎng)的光滑斜面，中間帶孔的槽固定在斜面上。一輕直桿平行于斜面，一端與輕彈簧相連，另一端穿在槽中，直桿與槽間的最大靜摩擦力為f=2 mgsinθ�，F(xiàn)將直桿用銷釘固定。一質(zhì)量為m的滑塊從距離彈簧上端L處由靜止釋放，其下滑過(guò)程中的最大速度vm=。已知彈簧的勁度系數(shù)k=，彈簧的彈性勢(shì)能與其形變量的平方成正比。滑動(dòng)摩擦力可認(rèn)為等于最大靜摩擦力，且彈簧始終不會(huì)碰到槽。當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g。

(1)求滑塊下滑速度為vm時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能Ep；

(2)若取下銷釘，使滑塊仍從原位置由靜止釋放，求直桿下滑的最大距離s；并分析說(shuō)明滑塊此后是否能與彈簧分離，若能，請(qǐng)求出滑塊與彈簧分離時(shí)的速度大小v；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由。

(3)若取下銷釘，使滑塊從距離彈簧上端2L處由靜止釋放，請(qǐng)分析說(shuō)明滑塊此后是否能與彈簧分離，若能，請(qǐng)求出滑塊與彈簧分離時(shí)的速度大小v′；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由。

【答案】（1） ；（2）滑塊不能與彈簧分離；（3）仍然不能分離；

【解析】

（1）設(shè)滑塊達(dá)到最大速度時(shí)彈簧形變量為，則有：

可得

此過(guò)程機(jī)械能守恒，有

代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得

（2）當(dāng)彈力大小等于f時(shí)直桿開始滑動(dòng)，設(shè)此時(shí)彈簧形變量為，則有

可得

依題意有

設(shè)此時(shí)滑塊速度為，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：

之后滑塊與直桿將一起做勻減速運(yùn)動(dòng)，直至速度減為零。根據(jù)動(dòng)能定理有：

聯(lián)立以上式子可得

此后直桿保持靜止。假設(shè)滑塊能與彈簧分離，即滑塊還需向上運(yùn)動(dòng)2L的距離。根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：

聯(lián)立可得

可見，此后滑塊將繼續(xù)下滑，來(lái)回做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

綜上，滑塊此后不能與彈簧分離。

（3）若滑塊從距離彈簧2L處由靜止釋放，根據(jù)（2）中的分析可知，直桿下滑的距離將增加，但保持不變，因而滑塊仍然不能與彈簧分離。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)要測(cè)量一均勻新材料制成的圓柱體的電阻率ρ，步驟如下：

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度如圖甲所示，由圖可知其長(zhǎng)度為L＝_____mm。

（2）用螺旋測(cè)微器測(cè)量其直徑如圖乙所示，由圖可知其直徑D＝_____mm。

（3）用多用電表的電阻“×10”擋，按正確的操作步驟測(cè)此圓柱體的電阻，表盤示數(shù)如圖丙所示，則該電阻的阻值約為_____Ω。

（4）該同學(xué)想用伏安法更精確地測(cè)量其電阻R，現(xiàn)有的器材及其代號(hào)和規(guī)格如下：

待測(cè)圓柱體電阻R；

電流表A1（量程0～4mA，內(nèi)阻約50Ω）；電流表A2（量程0～30mA，內(nèi)阻約30Ω）；電壓表V1（量程0～3V，內(nèi)阻約10kΩ）；

電壓表V2（量程0～15V，內(nèi)阻約25kΩ）；直流電源E（電動(dòng)勢(shì)4V，內(nèi)阻不計(jì)）；

滑動(dòng)變阻器R1（阻值范圍0～15Ω，允許通過(guò)的最大電流2.0A）；滑動(dòng)變阻器R2（阻值范圍0～2kΩ，允許通過(guò)的最大電流0.5A）；

開關(guān)S；導(dǎo)線若干

為使實(shí)驗(yàn)誤差較小，要求測(cè)得多組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖丁所示的電路，試指出不妥之處_____（填序號(hào)）。

A．電流表應(yīng)選A2

B．電流表應(yīng)采用內(nèi)接法

C．滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R1，采用分壓式接法

D．滑動(dòng)變阻器應(yīng)選R2，采用限流式接法

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在一光滑絕緣水平面上，靜止放著兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，兩小球質(zhì)量均為m，相距l，其中A球帶正電，所帶電荷量為q，小球B不帶電。若在A球開始向右側(cè)區(qū)域加一水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，A球受到電場(chǎng)力的作用向右運(yùn)動(dòng)與B球碰撞。設(shè)每次碰撞為彈性碰撞，碰撞前后兩球交換速度，且碰撞過(guò)程無(wú)電荷轉(zhuǎn)移。求：

（1）小球A在電場(chǎng)中的加速度大小和第一次與B碰撞前的速度；

（2）若兩小球恰在第二次碰撞時(shí)離開電場(chǎng)，求電場(chǎng)在電場(chǎng)線方向上的寬度；

（3）若兩小球恰在第三次碰撞時(shí)離開電場(chǎng)，求電場(chǎng)在電場(chǎng)線方向上的寬度及小球A從進(jìn)入電場(chǎng)到離開電場(chǎng)的過(guò)程中電勢(shì)能的變化量。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一輛有驅(qū)動(dòng)力的小車上有一水平放置的彈簧，其左端固定在小車上，右端與一質(zhì)量為1Kg的物塊相連。物塊和小車一起向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧彈力大小為2N。若小車開始向右加速運(yùn)動(dòng)，則

A. 隨著小車的加速度增大，物塊受到的摩擦力逐漸減小

B. 隨著小車的加速度增大，物塊受到的彈簧彈力逐漸增大

C. 當(dāng)小車的加速度大小為5m／s2時(shí)，物塊一定與小車相對(duì)滑動(dòng)

D. 當(dāng)小車的加速度大小為4m／s2時(shí)，物塊一定與小車相對(duì)靜止

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一半徑為R的均勻帶正電圓環(huán)水平放置，圓心為O點(diǎn)，質(zhì)量為m的帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從O點(diǎn)正上方距離為h的A點(diǎn)由靜止下落，并穿過(guò)圓環(huán)．小球在從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A′點(diǎn)的過(guò)程中，其加速度a、重力勢(shì)能Ep重、機(jī)械能E、電勢(shì)能Ep電，隨位置變化的圖像如圖所示(規(guī)定O點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)且重力勢(shì)能為0，豎直向下為加速度的正方向，并取無(wú)限遠(yuǎn)處電勢(shì)為0)，其中可能正確的是

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】鉆石的臨界角較小，很容易對(duì)光產(chǎn)生全反射，所以具有很高的亮度。如圖OABCD為某鉆石的截面圖，關(guān)于直線OO′對(duì)稱。現(xiàn)使某單色細(xì)光束垂直于BC邊入射，已知該鉆石對(duì)此光的折射率為n，光在真空中傳播的速度為c。

(Ⅰ)求該單色光在鉆石中傳播的速度大小v；

(Ⅱ)為使該單色光經(jīng)AO邊全反射后射到OD邊，在OD邊再次全反射后射到BC邊，則在打磨該鉆石時(shí)，圖中α角應(yīng)滿足的條件。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子，以速度v0從A點(diǎn)沿AB邊射入邊長(zhǎng)為a的等邊三角形的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域中，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，大小為B，不考慮粒子的重力，則（　�。�

A. 若v0＝，則粒子從A、C之間某點(diǎn)離開磁場(chǎng)

B. 若v0＝，則粒子剛好從C點(diǎn)離開磁場(chǎng)

C. 若v0＝，則粒子從B、C邊中點(diǎn)離開磁場(chǎng)

D. 若＜v0＜，則粒子從B、C之間某點(diǎn)射出磁場(chǎng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一透明玻璃磚橫截面的上半部分是半徑為R的半圓，下半部分是邊長(zhǎng)為2R的正方形，在玻璃磚的左側(cè)距離為R處，有一和玻璃磚側(cè)面平行的足夠大的光屏。一束單色光沿圖示方向從光屏上的P點(diǎn)射出，從M點(diǎn)射入玻璃磚，恰好經(jīng)過(guò)半圓部分的圓心O，且∠MOA=45°，已知玻璃磚對(duì)該單色光的折射率n=，光在真空中的傳播速度為c。

①求該單色光在玻璃磚中發(fā)生全反射的臨界角的正弦值。

②從M點(diǎn)射入玻璃磚到第一次射出玻璃磚，求該單色光在玻璃磚內(nèi)傳播的時(shí)間。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】空間三維直角坐標(biāo)系o-xyz如圖所示（重力沿軸負(fù)方向），同時(shí)存在與xoy平面平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，它們的方向與x軸正方向的夾角均為。（已知重力加速度為g，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）

（1）若一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電質(zhì)點(diǎn)沿平行于z軸正方向的速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，求電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大�。�

（2）若一電荷量為、質(zhì)量為m的帶電質(zhì)點(diǎn)沿平行于z軸正方向以速度v0通過(guò)y軸上的點(diǎn)P（0，h，0）時(shí)，調(diào)整電場(chǎng)使其方向沿x軸負(fù)方向、大小為E0。適當(dāng)調(diào)整磁場(chǎng)，則能使帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)坐標(biāo)Q（h，0，0.5h）點(diǎn)，問(wèn)通過(guò)Q點(diǎn)時(shí)其速度大�。�

（3）若一電荷量為、質(zhì)量為m的帶電質(zhì)點(diǎn)沿平行于z軸正方向以速度v0通過(guò)y軸上的點(diǎn)P（0，0.6h，0）時(shí)，改變電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向，同時(shí)改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小，但不改變其方向，帶電質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)能經(jīng)過(guò)x軸上的某點(diǎn)M，問(wèn)電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小滿足什么條件?并求出帶電質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)x軸M點(diǎn)的時(shí)間。

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