Loading [MathJax]/jax/element/mml/optable/GreekAndCoptic.js
4.如圖所示,在粗糙水平臺階上有一輕彈簧,左端固定在A點(diǎn),彈簧處于自然狀態(tài)時其右端位于臺階右邊緣O點(diǎn).臺階右側(cè)固定了14圓弧擋板,圓弧半徑R=1m,圓心為O,P為圓弧上的一點(diǎn),以圓心O為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,OP與x軸夾角53°(sin53°=0.8).用質(zhì)量m=2kg的小物塊,將彈簧壓縮到B點(diǎn)后由靜止釋放,小物塊最終水平拋出并擊中擋板上的P點(diǎn).物塊與水平臺階表面間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,BO間的距離s=0.8m,g取10m/s2,不計空氣阻力,下列說法正確的是( �。�
A.物塊離開O點(diǎn)時的速度大小為1.5m/s
B.彈簧在B點(diǎn)時具有的彈性勢能為10.25J
C.改變彈簧的彈性勢能,擊中擋板時物塊的最小動能為103J
D.改變彈簧的彈性勢能,物塊做平拋運(yùn)動,可能垂直落到擋板上

分析 根據(jù)平拋知識求小物塊離開O點(diǎn)時的速度大小,從B到0的過程中,根據(jù)能量守恒定律求解彈簧在B點(diǎn)時具有的彈性勢能,根據(jù)能擊中擋板的條件求出小物塊動能的表達(dá)式,再根據(jù)數(shù)學(xué)分析求動能的最小值.

解答 解:A、物塊離開O點(diǎn)后做平拋運(yùn)動,則有:
h=Rsin53°=12gt2,
x=Rcos53°=v0t,
解得:v0=1.5m/s,故A正確;
B、從B到0的過程中,根據(jù)能量守恒定律得:
{E}_{P}=μmgs+\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}=0.5×20×0.8+\frac{1}{2}×2×1.{5}^{2}=10.25J,故B正確;
C、設(shè)小物塊擊中擋板的任意點(diǎn)坐標(biāo)為(x,y),則有:
x=v0t
y=\frac{1}{2}g{t}^{2}
由機(jī)械能守恒得:{E}_{k}=\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}+mgy
又x2+y2=R
化簡整理得:{E}_{k}=\frac{mg{R}^{2}}{4y}+\frac{3mgy}{4}
由數(shù)學(xué)知識可得:{E}_{kmin}=10\sqrt{3}J,故C正確;
D、若要使小物塊垂直落到擋板上,則末速度方向沿著半徑方向,而平拋運(yùn)動的初位置在圓心上,根據(jù)平拋運(yùn)動的特點(diǎn)可知,末速度方向不可能沿初位置與末位置的連線,即不可能沿著半徑方向,故D錯誤;
故選:ABC

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵是掌握平拋運(yùn)動知識及牛頓運(yùn)動定律和動能定理的應(yīng)用,本題綜合性較高,需要掌握的知識點(diǎn)較多,題目較難.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

14.一個有一定厚度的圓盤,可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動,用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動時的角速度.實(shí)驗(yàn)器材:電磁打點(diǎn)計時器,米尺,紙帶,復(fù)寫紙片.
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)如圖所示,將電磁打點(diǎn)計時器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計時器的限位孔后,固定在待測圓盤的側(cè)面上,使得圓轉(zhuǎn)動時,紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上.
(2)啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動,同時接通電源,打點(diǎn)計時器開始打點(diǎn).
(3)經(jīng)過一段時,停止轉(zhuǎn)動和打點(diǎn),取下紙帶,進(jìn)行測量.
a.需要測量的物理量有圓盤的半徑r和紙帶上n個點(diǎn)之間的距離s,(寫文字和相應(yīng)的字母),由已知量和測得量表示的角速度的表達(dá)式為ω=\frac{s}{(n-1)Tr}(用T表示打點(diǎn)計時器的打點(diǎn)周期)
b.某次實(shí)驗(yàn)測得圓盤半徑r=5.50×10-2m,得到紙帶一段如圖所示.求得角速度為6.7rad/s.(結(jié)果保留二位有效數(shù)字)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

15.如圖所示,在光滑的水平面上,木塊C置于足夠長的木板A上的左端某處,A、C開始以v0=10m/s的初速度共同向右運(yùn)動,與靜止在地面上的B碰撞后,B立即獲得vB=3m/s的速度.已知mA=1kg,mB=4kg,mc=2kg,A、C間接觸面積糙.試求:
(1)第一次碰撞瞬間A、B、C組成的系統(tǒng)損失的機(jī)械能;
(2)第一次碰撞后還能進(jìn)行第二次碰撞嗎?分析說明.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

12.下列說法正確的是( �。�
A.如果振源停止振動,在介質(zhì)中傳播的波立即消失
B.用單色平行光照射單縫,縫寬不變,照射光的波長越長,衍射現(xiàn)象越顯著
C.太陽光經(jīng)過偏振片后,光強(qiáng)度減弱,且和醫(yī)院“B超”中的超聲波傳播速度相同
D.麥克斯韋關(guān)于電磁場的兩個基本觀點(diǎn)是:變化的電場產(chǎn)生磁場和變化的磁場產(chǎn)生電場
E.如果測量到來自遙遠(yuǎn)星系上某些元素發(fā)出的光波波長比地球上這些元素靜止時發(fā)光的波長長,這說明該星系正在遠(yuǎn)離我們而去

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:多選題

19.如圖所示,有一束平行于等邊三棱鏡截圖ABC的單色光從空氣射向E點(diǎn),并偏折到F點(diǎn),已知入射方向與邊AB的夾角為θ=30°,E、F分別為邊AB、BC的中點(diǎn),則下列說法正確的是(  )
A.該棱鏡的折射率為\sqrt{3}
B.光在F點(diǎn)發(fā)生全反射
C.光從空氣進(jìn)入棱鏡,波長變短
D.光從空氣進(jìn)入棱鏡,波速變小
E.從F點(diǎn)出射的光束與入射到E點(diǎn)的光束平行

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.將一質(zhì)量為m的小球豎直向上拋出,小球上升h后又落回地面,在整個過程中受到的空氣阻力大小始終為f,則關(guān)于這個過程中重力與空氣阻力所做的功,下列說法正確的是( �。�
A.重力做的功為0,空氣阻力做的功也為0
B.重力做的功為0,空氣阻力做的功為-2fh
C.重力做的功為2mgh,空氣阻力做的功為0
D.重力做的功為2mgh,空氣阻力做的功為-2fh

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

16.一定質(zhì)量的理想氣體經(jīng)歷了如圖所示的A→B→C→D→A循環(huán),該過程每個狀態(tài)視為平衡態(tài),各狀態(tài)參數(shù)如圖所示.A狀態(tài)的壓強(qiáng)為1×105Pa,求:
(i)B狀態(tài)的溫度;
(ii)完成一個循環(huán),氣體與外界熱交換的熱量.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.“嫦娥二號”飛船在飛往月球的過程中,經(jīng)過多次變軌,先后在低空A軌道和高空B軌道繞地球做圓周運(yùn)動,如圖所示.不考慮月球?qū)λ淖饔昧�,則“嫦娥二號”在A軌道運(yùn)行時(  )
A.線速度大于7.9km/sB.線速度比在B軌道的大
C.周期比在B軌道的長D.逐漸減速可到達(dá)高空B軌道

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.如圖所示,內(nèi)壁光滑長度為4l、橫截面積為S的汽缸A、B,A水平、B豎直固定,之間由一段容積可忽略的細(xì)管相連,整個裝置置于溫度27℃、大氣壓為p0的環(huán)境中,活塞C、D的質(zhì)量及厚度均忽略不計.原長3l、勁度系數(shù)k=\frac{{3{p_0}S}}{l}的輕彈簧,一端連接活塞C、另一端固定在位于汽缸A缸口的O點(diǎn).開始活塞D距汽缸B的底部3l.后在D上放一質(zhì)量為m=\frac{{{p_0}S}}{g}的物體.求:
(1)穩(wěn)定后活塞D下降的距離;
(2)改變汽缸內(nèi)氣體的溫度使活塞D再回到初位置,則氣體的溫度應(yīng)變?yōu)槎嗌伲?/div>

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案