- 能量守恒的探究
- 共86题
如图所示,在没有空气阻力和摩擦力时,从斜面A上由静止释放小球,会发现无论θ角怎样变化,小球最后总能到达_______________的位置.在物理学中,把这一事实说成是有某个量是守恒的,并且把这个量叫_____________.
正确答案
斜面B上距斜面底端竖直高度为h;能量
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正确答案
“略”
如图所示,质量均为m的两物体A、B分别与轻质弹簧的两端相连接,将它们静止放在地面上。一质量也为m的小物体C从距A物体h高处由静止开始下落。C与A相碰后立即粘在一起向下运动,以后不再分开。当A与C运动到最高点时,物体B对地面刚好无压力。不计空气阻力。弹簧始终处于弹性限度内。已知重力加速度为g。求
(1)A与C一起开始向下运动时的速度大小;
(2)A与C一起运动的最大加速度大小。(提示:当A与C一起做简谐运动到最大位移即A与C运动到最高点时时,加速度最大。分析B此时得受力情况可求出弹簧的弹力,在分析A、C整体得受力即可由牛顿第二定律求得)
(3)弹簧的劲度系数。(提示:弹簧的弹性势能只由弹簧劲度系数和形变量大小决定。)
正确答案
(1) (2)1.5g (3)
(1)设小物体C静止开始运动到A点时速度为v,由机械能守恒定律 mgh=
设C与A碰撞粘在一起时速度为v,由动量守恒定律 求出
(2)A与C一起将在竖直方向作简谐运动。当A与C运动到最高点时,回复力最大,加速度最大。A、C受力图,B受力图如图,B受力平衡有 F=mg
对A、C应用牛顿第二定律 F+2mg="2ma " 求出a=1.5g
(3)设弹簧的劲度系数为k
开始时A处于平衡状态,设弹簧的压缩形变量为△x
以A有 k△x=mg
当A与C运动到最高时,设弹簧的拉伸形变量为△x′
对B有 k△x′=mg
由以上两式得 △x=△x′
因此,在这两个位置时弹簧的性势能相等:E弹=E弹′
对A、C,从原平衡位置到最高点,根据机械能守恒定律
解得
某同学拍一个可视为质点、质量为=0.1kg的橡皮小球,使它在距地面高
=0.8m的范围内做竖直方向的往复运动,在球到最高点时用手开始击打球,手与球作用过程中球下降了
=0.05m,球从落地到反弹离地历时t=0.1s,球反弹离地时的速度大小
是刚触地时的速度大小
的
,且反弹恰好到最高点.若手对球和地面对球的作用力均可视为恒力,忽略空气阻力,g取10m/
,试求:(1)球反弹离地的速度大小
;(2)地面对球弹力大小
;(3)拍球时手对球作用力大小
.
正确答案
解:(1)球反弹离地后做竖直上抛运动,
有
故
(2)以竖直向上为正方向,球从落地到反弹离地过程中由动量定理:
(3)从开始拍球到球刚触地过程,由动能定理:
略
在自然界经历的多种多样的变化中,能的总量保持不变。我们把_______________________而具有的能量叫做势能,把_______________________而具有的能量叫做动能。
正确答案
相互作用的物体凭借其位置,物体由于运动
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