- 机械能
- 共1183题
8.如图所示,固定在水平面上的光滑斜面倾角为300,质量分别为M、m的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧,斜面底端有一与斜面垂直的挡板.开始时用手按住物体M,此时M距离挡板的距离为s,滑轮两边的细绳恰好伸直,且弹簧处于原长状态.已知M = 2m,空气阻力不计.松开手后,关于二者的运动下列说法中正确的是
正确答案
解析
略
知识点
下图为光电计时器的实验简易示意图。当有不透光物体从光电门间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光滑水平导轨MN上放置两个相同的物块A和B,左端挡板处有一弹射装置P,右端N处与水平传送带平滑连接,今将挡光效果好,宽度为d=3.6×10-3m的两块黑色磁带分别贴在物块A和B上,且高出物块,并使高出物块部分在通过光电门时挡光。传送带水平部分的长度L=8m,沿逆时针方向以恒定速度v=6m/s匀速转动。物块A、B与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,质量mA=mB=1kg。开始时在A和B之间压缩一轻弹簧,锁定其处于静止状态,现解除锁定,弹开物块A和B,迅速移去轻弹簧,两物块第一次通过光电门,计时器显示读数均为t=9.0×10-4s,重力加速度g取10m/s2。试求:
(1)弹簧储存的弹性势能Ep;
(2)物块B在传送带上向右滑动的最远距离sm;
(3)若物块B返回水平面MN后与被弹射装置P弹回的物块A在水平面上相碰,且A和B碰后互换速度,则弹射装置P至少应以多大速度将A弹回,才能在AB碰后使B刚好能从Q端滑出?此过程中,滑块B与传送带之间因摩擦产生的内能△E为多大?
正确答案
(1)Ep=16J
(2)sm=4m
(3)△E=8(3+2)J
解析
(1)解除锁定,弹开物块A、B后,两物体的速度大小为:
vA=vB==4.0m/s
弹簧储存的弹性势能
(2)物块B滑上传送带做匀减速运动,当速度减为零时,滑动的距离最远。
由动能定理得:-μmBgsm=0-mBvB2/2
得 sm=4m
(3)B要刚好能滑出传送带的Q端,由能量关系有:
得:
因为A和B碰撞过程交换速度,故弹射装置至少应以4m/s的速度将A弹回
B在传送带上运动的时间
在B滑过传送带的过程中,传送带移动的距离:
△S=S带+L
因摩擦产生的内能为:△E=μmBg△S=8(3+2)J
知识点
质量相等的两木块A、B用一轻弹簧栓接,静置于水平地面上,如图(a)所示。现用一竖直向上的力F拉动木块A,使木块A向上做匀加速直线运动,如图(b)所示。在木块A开始运动到木块B将要离开地面的过程中,下述判断正确的是(弹簧始终处于弹性限度内)
正确答案
解析
略。
知识点
(1)用螺旋测微器测一圆形工件的直径,情况如下图所示,读数为________mm。
(2)下图是某同学设计的探究橡皮筋的弹性势能Ep与伸长量d之间关系的实验装置。他进行了如下操作:将长木板放在桌面上调至水平,橡皮筋一端固定在墙上,另一端被小车拉长了d,小车由静止释放后带动穿过打点计时器的纸带沿长木板运动。共做了三次实验,各次小车由静止开始运动的位置不同(即橡皮筋的伸长量d不同),分别打出三条纸带。打点计时器电源的频率为50Hz。
①该同学利用纸带已经算出了第3次实验小车的最大速度,请你根据第1次和第2次实验得到的纸带对应的数据算出这两次实验小车的最大速度并填在表格对应的位置上。(下图为打点计时器连续打出的点的一部分)
②下列关于该实验的叙述正确的是________。
a.本实验是根据橡皮筋的弹性势能Ep等于小车的最大动能来探究Ep与橡皮筋的伸长量d之间的函数关系的
b.小车在橡皮筋的作用下做匀加速直线运动
c.实验误差的主要来源是水平木板对小车的摩擦阻力
d.根据表格中的数据可以分析出,在误差允许范围内Ep与d成正比例函数关系
正确答案
(1)8.870mm (8.868~8.872)
(2)1.0,2.0
(3)ac
解析
略。
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
解析
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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
解析
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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
解析
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知识点
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