Processing math: 100%
精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情
16.如圖所示,在地面上始終有一向右作勻速直線運動的車廂,車廂對地的速度為vc,車廂內一水平輕彈簧的一端與車廂的后擋板相連,另一端連接質量為m的物體A.設車廂地板光滑,物體的平衡位置為O點.起始時刻,物體位于在平衡位置左邊O′點處,且相對車廂靜止.釋放后,當物體運動到平衡位置O點處時,獲得相對車廂的速度vr,方向與車廂運動方向相同.則在地面參考系中,求:
(1)物體由O′點運動到O點過程中,彈簧對物體的作用力所做的功;
(2)車廂的后擋板對于彈簧的作用力所做的功.

分析 (1)在地面參考系中,彈簧對物體的作用力所做的功等于物體動能的增量.
(2)在地面參考系中,車廂的后擋板對于彈簧的作用力所做的功等于彈簧和物體A的系統(tǒng)的機械能的增量.根據功能關系求解.

解答 解:(1)在地面參考系中,彈簧對物體的作用力所做的功等于物體動能的增量.則有:
W1=12mvc+vr2-12mv2c=12mv2r+mvcvr
(2)在地面參考系中,車廂的后擋板對于彈簧的作用力所做的功等于彈簧和物體A構成的系統(tǒng)的機械能的增量,即:
 W2=12mvc+vr2-(12kL2+12mv2c)=12mv2r+mvcvr-12kL2
在車廂參照系中(慣性系),彈簧和物體系統(tǒng)機械能守恒,即:
12mv2r=12kL2
故得:W2=mvcvr
答:(1)物體由O′點運動到O點過程中,彈簧對物體的作用力所做的功為12mv2r+mvcvr
(2)車廂的后擋板對于彈簧的作用力所做的功是mvcvr

點評 解決本題的關鍵要明確功與能的關系,掌握動能定理是求功的方法,要注意參照系的選取.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源:2017屆浙江省高三11月選考模擬考物理試卷(解析版) 題型:計算題

目前,我國的高鐵技術已處于世界領先水平,它是由幾節(jié)自帶動力的車廂(動車)加幾節(jié)不帶動力的車廂(拖車)組成一個編組,稱為動車組。若每節(jié)動車的額定功率均為1.35×104kw,每節(jié)動車與拖車的質量均為5×104kg,動車組運行過程中每節(jié)車廂受到的阻力恒為其重力的0.075倍。若已知1節(jié)動車加2節(jié)拖車編成的動車組運行時的最大速度v0為466.7km/h。我國的滬昆高鐵是由2節(jié)動車和6節(jié)拖車編成動車組來工作的,其中頭、尾為動車,中間為拖車。當列車高速行駛時會使列車的“抓地力”減小不易制動,解決的辦法是制動時,常用“機械制動”與“風阻制動”配合使用,所謂“風阻制動”就是當檢測到車輪壓力非正常下降時,通過升起風翼(減速板)調節(jié)其風阻,先用高速時的風阻來增大“抓地力”將列車進行初制動,當速度較小時才采用機械制動。(所有結果保留2位有效數字)求:

(1)滬昆高鐵的最大時速v為多少km/h?

(2)當動車組以加速度1.5m/s2加速行駛時,第3節(jié)車廂對第4節(jié)車廂的作用力為多大?

(3)滬昆高鐵以題(1)中的最大速度運行時,測得此時風相對于運行車廂的速度為100m/s,已知橫截面積為1m2的風翼上可產生1.29×104N的阻力,此阻力轉化為車廂與地面阻力的效率為90%。滬昆高鐵每節(jié)車廂頂安裝有2片風翼,每片風翼的橫截面積為1.3m2,求此情況下“風阻制動”的最大功率為多大?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.如圖甲所示,某同學將力傳感器固定在小車上,然后把輕繩的一端固定在傳感器拉鉤上,用以讀出輕繩對小車的拉力,保持小車及傳感器總質量不變時,探究加速度與力的關系,根據所測得的實驗數據在坐標系中作出了如圖乙所示的a-F圖象.請回答下列問題:

(1)本實驗中是否要求細砂和砂桶的質量之和遠小于小力和傳感器的總質量否(選填“是”或“否”);
(2)乙中圖線不過坐標原點的原因可能是AB
A.未平衡摩擦力             B.平衡摩擦力時木板傾角太小
C.平衡摩擦力時木板傾角太大  D.改變砂桶中細砂的質量后未重新平衡摩擦力
(3)實驗中小車和傳感器的總質量為2.0kg.(結果保留兩位有效數字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.如圖所示,質量為m的物塊與水平面之間的動摩擦因數為μ,現用斜向下與豎直方向夾角為θ的推力作用在物塊上,使物塊在水平面上勻速移動,求推力的大小.(重力加速度為g)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.如圖所示,粗糙的水平面上放置一個斜面體,一個質量為m的物體靜止在斜面上,以下說法正確的是(  )
A.物體受重力、對斜面的壓力、對斜面的摩擦力三個力平衡
B.斜面體與水平面間不存在摩擦力
C.物體受到的重力可分解為物體對斜面的壓力和物體對斜面的摩擦力
D.斜面體受4個力平衡

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:填空題

1.在兩塊平行豎直放置的帶等量異種電荷的金屬板M、N間的勻強電場中有A、B兩點,AB連線與水平方向成30°角,AB長為2m,如中圖所示.現有一帶電量為4C的負電荷從A運動到B點,電場力做正功24J,則此勻強電場的場強大小為23 V/m,若兩金屬板相距3m,則兩板電壓為63 V.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

5.利用如圖所示裝置做“驗證機械能守恒定律”的實驗.框架上裝有可移動的光電門;框架豎直部分緊貼一刻度尺,零刻度線在上端,可以測量出光電門到零刻度線的距離x;框架水平部分用電磁鐵吸住-個質量為m的小鐵球,小鐵球的重心所在高度恰好與刻度尺零刻度線對齊,切斷電磁鐵線圈中的電流時,小鐵球由靜止釋放,當小鐵球經過光電門時,與光電門連接的傳感器可以記錄小球經過光電門的時間.
(1)用螺旋測微器測得小球直徑D=6.200mm,從傳感器上讀出小球經過光電門的時間t=2ms,則小球經過光電門時的速度v=3.1m/s,小球經過光電門時的動能μmg=ma=4.8mJJ.(結果保留2位有效數字)
(2)某同學多次改變光電門的位置,測量光電門到起始點O的距離x,并計算出小球經過光電門時的速度v,通過描繪v2-x圖象去驗證機械能是否守恒,若實驗中小球所受阻力不可忽略,且阻力大小保持不變,從理論上分析,合理的v2-x圖象是下圖中的哪一個A.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.某實驗小組探究彈簧的勁度系數k與其長度(圈數)的關系.實驗裝置如圖(a)所示:一均勻長彈簧豎直懸掛,7個指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點0、10、20、30、40、50、60圈處;通過旁邊豎直放置的刻度尺,可以讀出指針的位置,P0指向0刻度.設彈簧下端未掛重物時,各指針的位置記為x0;掛有質量為0.100kg的砝碼時,各指針的位置記為x.測量結果及部分計算結果如表所示(n為彈簧的圈數,取重力加速度為9.80m/s2).已知實驗所用彈簧總圈數為60,整個彈簧的自由長度為11.88cm.
P1P2P3P4P5P6
x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01
x (cm)2.645.267.8110.3012.9315.41
n102030405060
k(N/m)16356.043.633.828.8
1/k(m/N)0.00610.01790.02290.02960.0347
(1)將表中數據補充完整:①81.7,②0.0122;
(2)以n為橫坐標,1k為縱坐標,在圖(b)給出的坐標紙上畫出1k-n圖象.

(3)圖(b)中畫出的直線可以近似認為通過原點.若從實驗中所用的彈簧截取圈數為n的一段彈簧,該彈簧的勁度系數k與其圈數n的關系的表達式為k=1.67×103nN/m;該彈簧的勁度系數k與其自由長度l0(單位為m)的關系的表達式為k=3.47l0 N/m.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.有四個運動的物體A、B、C、D,物體A、B運動的s-t 圖象如圖中甲所示;物體C、D從同一地點沿同一方向運動的v-t 圖象如圖中乙所示.根據圖象做出的以下判斷,其中正確的是(  )
A.物體A和B均做勻速直線運動且A的速度比B更小
B.在0─3s的時間內,物體B運動的位移為15m
C.t=3s時,物體C追上物體D
D.t=3s時,物體C與物體D之間有最大間距

查看答案和解析>>

同步練習冊答案
闂傚倸鍊烽懗鑸电仚婵°倗濮寸换姗€鐛箛娑欐櫢闁跨噦鎷� 闂傚倸鍊搁崐鎼佸磹閹间礁纾诲┑鐘叉搐缁狀垶鏌ㄩ悤鍌涘