【題目】如圖所示，半徑的光滑半圓軌道豎直固定在高的光滑水平臺(tái)上并與平臺(tái)平滑連接。平臺(tái)上有一用水平輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)栓接的物塊和組成的裝置，裝置中兩物塊之間有一處于壓縮狀態(tài)的輕質(zhì)小彈簧（物塊與彈簧不栓接），處于靜止?fàn)顟B(tài)。某時(shí)刻給裝置一個(gè)瞬時(shí)沖量使和獲得一個(gè)共同的初速度，同時(shí)由于擾動(dòng)細(xì)線(xiàn)斷開(kāi)，待彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)后，、兩物塊獲得方向相反的水平速度，沿半圓軌道運(yùn)動(dòng)并恰好到達(dá)半圓軌道的最高點(diǎn)，沿平臺(tái)運(yùn)動(dòng)并落在距平臺(tái)邊緣水平距離的地面上的點(diǎn)。已知，，不計(jì)空氣阻力，取。求：

（）彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)物塊和分別獲得的速度大�。�

（）彈簧最初被壓縮時(shí)所具有的彈性勢(shì)能。

【答案】（1）5m/s；4m/s（2）2.7J

【解析】(1)m1沿半圓軌道運(yùn)動(dòng)并恰好到達(dá)半圓軌道的最高點(diǎn)A時(shí)，由重力提供向心力，則有：

m1從C到A的過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律得：

可得m1獲得的速度大小為：v1=5m/s
m2離開(kāi)平臺(tái)后做平拋運(yùn)動(dòng)，則有：

解得m2獲得的速度大小為：v2=4m/s
(2)設(shè)原來(lái)系統(tǒng)的初速度為v0．取向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律得：

(m1+m2)v0=-m1v1+m2v2．

根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得：

聯(lián)立解得：Ep=2.7J

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】為驗(yàn)證物體所受合外力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比，同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了如圖ａ所示的裝置來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在自制的雙層架子上固定帶有刻度標(biāo)記的水平木板，架子放在水平桌面上。實(shí)驗(yàn)操作步驟如下：

①適當(dāng)調(diào)整裝置，使裝置不帶滑輪的一端稍稍墊高一些。

②在兩個(gè)托盤(pán)中放入砝碼，并使兩托盤(pán)質(zhì)量（含砝碼）相同，且遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量。連接小車(chē)的細(xì)線(xiàn)跨過(guò)定滑輪與托盤(pán)相連。

③讓兩小車(chē)緊靠右邊的擋板，小車(chē)前端在刻度尺上的讀數(shù)如圖ａ所示，在甲車(chē)上放上砝碼，同時(shí)釋放兩小車(chē)，當(dāng)小車(chē)運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，用手機(jī)對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行拍照。結(jié)合照片和小車(chē)的初始刻度標(biāo)記，得到甲、乙兩車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離分別為s1、s2。

④在甲小車(chē)上逐漸增加砝碼個(gè)數(shù)，重復(fù)步驟③

（1）本實(shí)驗(yàn)的原理是通過(guò)驗(yàn)證小車(chē)發(fā)生的位移與小車(chē)（含砝碼）的質(zhì)量成_________關(guān)系，來(lái)驗(yàn)證合外力一定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比。

（2）實(shí)驗(yàn)前將裝置右端稍稍墊高一些的目的是____________________________。

（3）某次拍到的照片如圖ｂ所示，則小車(chē)通過(guò)的位移是_________________cm

（4）如果以為橫坐標(biāo)，以甲車(chē)（含砝碼）的質(zhì)量為縱坐標(biāo)，作出的圖線(xiàn)如圖c所示，則該直線(xiàn)斜率代表的物理量是____________________________，其大小為______________。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】水平面上有一個(gè)質(zhì)量為m＝2 kg的小球，小球與水平輕彈簧及與豎直方向成θ＝45°角的不可伸長(zhǎng)的輕繩一端相連，如圖所示，此時(shí)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，且水平面對(duì)小球的彈力恰好為零．已知小球與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.2，當(dāng)剪斷輕繩的瞬間，取g＝10 m/s2，以下說(shuō)法正確的是(　　)

A. 此時(shí)輕彈簧的彈力大小為20 N

B. 小球的加速度大小為8 m/s2，方向向左

C. 若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度大小為10 m/s2，方向向右

D. 若剪斷彈簧，則剪斷的瞬間小球的加速度為0

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】(多選)如圖甲所示，一輕質(zhì)彈簧的下端固定在水平面上，上端放置一物體(物體與彈簧不連接)，初始時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)用豎直向上的拉力F作用在物體上，使物體開(kāi)始向上做勻加速運(yùn)動(dòng)，拉力F與物體位移x之間的關(guān)系如圖乙所示(g＝10 m/s2)，則下列結(jié)論正確的是(　　)

A. 物體與彈簧分離時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)

B. 彈簧的勁度系數(shù)為7.5 N/cm

C. 物體的質(zhì)量為2 kg

D. 物體的加速度大小為5 m/s2

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一絕熱汽缸豎直放置，一定質(zhì)量的理想氣體被活塞封閉于汽缸中，活塞質(zhì)量為m、橫截面積為S，不計(jì)厚度，且與汽缸壁之間沒(méi)有摩擦。開(kāi)始時(shí)活塞被銷(xiāo)子K固定于距汽缸底部高度為h1的A位置，氣體溫度為T1，壓強(qiáng)為p1，現(xiàn)拔掉銷(xiāo)子，活塞下降到距汽缸底部高度為h2的B位置時(shí)停下，已知大氣壓強(qiáng)為p0，重力加速度為g。

（i）求此時(shí)氣體溫度TB；

（ii）若再用電熱絲給氣體緩慢加熱，電熱絲釋放出的熱量為Q，使活塞上升到距汽缸底部高度為h3的位置時(shí)停下，求氣體內(nèi)能的變化量。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】年我國(guó)相繼完成了“神十”與“天宮”對(duì)接，“嫦娥”攜“玉兔”落月兩大工程。某航天愛(ài)好者提出“玉兔”回家的設(shè)想：如圖，將攜帶“玉兔”的返回系統(tǒng)由月球表面發(fā)射到高度的軌道上，與在該軌道繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的飛船對(duì)接，然后由飛船送“玉兔”返回地球。若忽略月球的自轉(zhuǎn)，一直月球半徑為，引力場(chǎng)量為，月球質(zhì)量為。求：

（）在距月球表面高度的軌道上繞月運(yùn)行的飛船的運(yùn)行周期；

（）月球表面的重力加速度為；

（）在月球表面把“玉兔”發(fā)射成月球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形區(qū)域里有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，現(xiàn)有a、b、c三個(gè)帶電粒子（不計(jì)重力）依次從P點(diǎn)沿PQ方向射入磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖所示，帶電粒子a從PM邊中點(diǎn)O射出，b從M點(diǎn)射出，c從N點(diǎn)射出，則下列判斷正確的是（ ）

A. 三個(gè)粒子都帶負(fù)電

B. 三個(gè)粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比一定為2：2：1

C. 若三個(gè)粒子的比荷相等，則三個(gè)粒子的速率之比為1：4：16

D. 若三個(gè)粒子射入時(shí)動(dòng)量相等，則三個(gè)粒子所帶電荷量之比為4：2：1

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，上下開(kāi)口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊（ ）

A. 在P和Q中都做自由落體運(yùn)動(dòng)

B. 在兩個(gè)下落過(guò)程中的機(jī)械能都守恒

C. 在P中的下落時(shí)間比在Q中的長(zhǎng)

D. 落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】三個(gè)質(zhì)點(diǎn)A 、B、C,的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示,三個(gè)質(zhì)點(diǎn)同時(shí)從點(diǎn)出發(fā),同時(shí)到達(dá)點(diǎn),設(shè)無(wú)往返運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( )

A. 三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從N到M的平均速度相同

B. 三個(gè)質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的速度方向都相同

C. 三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從N點(diǎn)出發(fā)到任意時(shí)刻的平均速度都相同

D. 三個(gè)質(zhì)點(diǎn)從N到M的平均速率相同

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案