- 弹性势能
- 共48题
26.如图所示,质量为M=0.9Kg的光滑长木板静止在光滑水平地面上,左端固定一劲度系数为k=1000N/m的水平轻质弹簧,右侧用一不可伸长的细绳连接于竖直墙上,细绳所能承受的最大拉力为50N,使一质量为m=0.1Kg小物体,以一定的初速度在木板上无摩擦地向左滑动而后压缩弹簧,细绳被拉断,不计细绳被拉断时的能量损失.弹簧的弹性势能表达式为 (k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。
(1)要使细绳被拉断,v0应满足怎样的条件;
(2)若小物体的初速度,长木板在细绳拉断后被加速的过程中,所能获得的最大加速度时,求小物体的速度;
(3)若小物体最后离开长木板时相对地面速度恰好为零,请在坐标系中定性画出从小物体接触弹簧到与弹簧分离的过程小物体的v-t图象。
正确答案
(3)如图
解析
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知识点
21.如图所示,将一轻弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端,弹簧处于自然状态时上端位于A点。质量为m的物体从斜面上的B点由静止下滑,与弹簧发生相互作用后,最终停在斜面上。下列说法正确的是()
正确答案
解析
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知识点
24.如图为某探究活动小组设计的节能运输系统,斜面轨道倾角为30°,质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为
。木箱在轨道顶点时,自动装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下,当轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端。再重复上述过程。
求:(1)=?
(2)在满足(1)的条件下,若物体下滑的最大距离为L,则弹簧的最大弹性势能为多大?
正确答案
解析
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知识点
24.如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上,有一劲度系数为k的轻质弹簧,其一端固定在固定挡板C上,另一端连接一质量为m的物体A.有一细绳通过定滑轮,细绳的一端系在物体A上(细绳与斜面平行),另一端系有一细绳套,物体A处于静止状态.当在细绳套上轻轻挂上一个质量为m的物体B后,物体A将沿斜面向上运动,试求:
(1)未挂物体B时,弹簧的形变量;
(2)物体A的最大速度值.
正确答案
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知识点
22.如图所示,劲度系数为k=40.0N/m的轻质水平弹簧左端固定在壁上,右端系一质量M=3.0kg的小物块A,A的右边系一轻细线,细线绕过轻质光滑的滑轮后与轻挂钩相连,小物块A放在足够长的桌面上,它与桌面的滑动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。滑轮以左的轻绳处于水平静止状态,弹簧的长度为自然长度。现将一质量m=2.0kg的物体B轻挂在钩上,然后松手,在此后的整个运动过程中,求:
(1)小物块A速度达到最大时的位置;
(2)弹簧弹性势能的最大值;
(3)小物块A克服摩擦力所做的功。
22.如图所示,劲度系数为k=40.0N/m的轻质水平弹簧左端固定在壁上,右端系一质量M=3.0kg的小物块A,A的右边系一轻细线,细线绕过轻质光滑的滑轮后与轻挂钩相连,小物块A放在足够长的桌面上,它与桌面的滑动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。滑轮以左的轻绳处于水平静止状态,弹簧的长度为自然长度。现将一质量m=2.0kg的物体B轻挂在钩上,然后松手,在此后的整个运动过程中,求:
(1)小物块A速度达到最大时的位置;
(2)弹簧弹性势能的最大值;
(3)小物块A克服摩擦力所做的功。
正确答案
18.如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A点,弹簧处于原长h。让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零.则在圆环下滑过程中( )
正确答案
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知识点
26.如图14所示,竖直放置的圆弧轨道和水平轨道两部分相连. 水平轨道的右侧有一质量为 2 m 的滑块C 与轻质弹簧的一端相连,弹簧的另一端固定在竖直的墙M上,弹簧处于原长时,滑块C静止在P 点处;在水平轨道上方O 处,用长为L 的细线悬挂一质量为 m 的小球B,B 球恰好与水平轨道相切,并可绕O点在竖直平面内摆动。质量为 m 的滑块A 由圆弧轨道上静止释放,进入水平轨道与小球B发生碰撞,A、B 碰撞前后速度发生交换. P 点左方的轨道光滑、右方粗糙,滑块A、C 与PM 段的动摩擦因数均为=0.5,A、B、C 均可视为质点,重力加速度为g.
(1)求滑块A 从2L高度处由静止开始下滑,与B碰后瞬间B的速度。
(2)若滑块A 能以与球B 碰前瞬间相同的速度与滑块C 相碰,A 至少要从距水平轨道多高的地方开始释放?
(3)在(2)中算出的最小值高度处由静止释放A,经一段时间A 与C 相碰,设碰撞时间极短,碰后一起压缩弹簧,弹簧最大压缩量为L,求弹簧的最大弹性势能。
正确答案
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知识点
25.如图所示,两块带有等量异号电荷的平行金属板分别固定在长的绝缘板的两端,组成一带电框架,框架右端带负电的金属板上固定一根原长为
绝缘轻弹簧,框架的总质量
。由于带电,两金属板间产生了
的高压。现有一质量
、带电
的带电小球(可看作质点,且不影响金属板间的匀强电场)将弹簧压缩
后用线拴住,因而弹簧具有了
的弹性势能。现使整个装置在光滑水平面上以
的速度向右运动,运动过程中拴小球的细线突然断裂,从而小球被弹开,不计一切摩擦,且电势能的变化量等于电场力和相对于电场方向的位移的乘积。
试求
(1)当小球刚好被弹簧弹开时,小球与框架的速度分别为多大?
(2)通过分析计算回答:在细线断裂后的运动中,小球能否与左端的金属板发生接触?
正确答案
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知识点
25.如图所示,竖直放置的圆弧轨道和水平轨道两部分相连. 水平轨道的右侧有一质量为 2 m 的滑块C 与轻质弹簧的一端相连,弹簧的另一端固定在竖直的墙M上,弹簧处于原长时,滑块C静止在P 点处;在水平轨道上方O 处,用长为L 的细线悬挂一质量为 m 的小球B,B 球恰好与水平轨道相切,并可绕O点在竖直平面内摆动。质量为 m 的滑块A 由圆弧轨道上静止释放,进入水平轨道与小球B发生弹性碰撞. P 点左方的轨道光滑、右方粗糙,滑块A、C 与PM 段的动摩擦因数均为=0.5,A、B、C 均可视为质点,重力加速度为g.(1)求滑块A 从2L高度处由静止开始下滑,与B碰后瞬间B的速度。(2)若滑块A 能以与球B 碰前瞬间相同的速度与滑块C 相碰,A 至少要从距水平轨道多高的地方开始释放?(3)在(2)中算出的最小值高度处由静止释放A,经一段时间A 与C 相碰,设碰撞时间极短,碰后一起压缩弹簧,弹簧最大压缩量为
L,求弹簧的最大弹性势能。
正确答案
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知识点
21.如图,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为q(q>0)的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放,滑块在运动过程中电量保持不变,设滑块与弹簧接触后粘在一起不分离且无没有机械能损失,物体刚好返回到S0段中点,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。则( )
正确答案
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知识点
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