19．如圖所示，一個(gè)豎直固定在地面的透氣圓筒，筒中有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，其下端固定，上端連接一質(zhì)量為m的薄滑塊，圓筒內(nèi)壁涂有一層新型智能材料-ER流體，它對(duì)滑塊的阻力可調(diào)．起初，滑塊靜止，ER流體對(duì)其阻力為0，彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)．現(xiàn)有一質(zhì)量也為m（可視為質(zhì)點(diǎn)）的物體在圓筒正上方距地面2L處自由落下，與滑塊碰撞（碰撞時(shí)間極短）后粘在一起，并以物體碰前瞬間速度的一半向下運(yùn)動(dòng)．ER流體對(duì)滑塊的阻力隨滑塊下移而變，保證了滑塊做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)下移距離為d時(shí)速度減為物體碰前瞬間速度的四分之一．取重力加速度為g．試求（忽略空氣阻力）：
（1）物體與滑塊碰撞前瞬間的速度大小；
（2）滑塊向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度大小；
（3）當(dāng)下移距離為d時(shí)，ER流體對(duì)滑塊的阻力大�。�

分析 （1）由速度位移公式求的速度
（2）由物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可以求得物體的加速度的大小；
（3）對(duì)物體受力分析，由牛頓第二定律可以求得滑塊受到的阻力的大小

解答 解：（1）物塊做自由落體運(yùn)動(dòng)，故有：
v=$\sqrt{2gL}$
（2）設(shè)加速度大小為a，有2ax=v12，x=$\frac{2mg}{k}$
a=$\frac{kL}{8m}$．
（3）設(shè)彈簧彈力為FN，ER流體對(duì)滑塊的阻力為FER，
受力分析如圖所示 FN+FER-2mg=2ma
FN=kx
x=d+$\frac{mg}{k}$
解得${F}_{ER}=mg+\frac{kL}{4}$-kd．
答：（1）物體與滑塊碰撞前瞬間的速度大小$\sqrt{2gL}$
（2）滑塊向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小為$\frac{kL}{8m}$；
（3）滑塊下移距離d時(shí)ER流體對(duì)滑塊阻力的大小為mg+$\frac{kL}{4}$-kd．

點(diǎn)評(píng) 本題中不僅用到了運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律，題目的綜合性較強(qiáng)，能夠很好考查學(xué)生的分析問(wèn)題的能力．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

9．如圖所示，在O點(diǎn)有一個(gè)粒子，可以向水平直線 HH′以上的紙平面區(qū)域各個(gè)方向（含HH′）發(fā)射速度大小均為v0的同種正粒子．直線GG′與HH′平行．在GG′以下區(qū)域有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)．在GG′和與之平行的直線FF′之間有方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小E=Bv0．HH′與GG′、GG′與FF′之間的距離均為L(zhǎng)．在FF′以上區(qū)域有垂直紙面向外的另一勻強(qiáng)磁場(chǎng)．圖中O、O1、O2處于同一豎直線上，不計(jì)粒子重力．求：（不考慮粒子間的相互作用）
（1）粒子第一次進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，處在O1左側(cè)的粒子中，距O1為L(zhǎng)的某粒子恰好沿電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，則這些粒子的比荷為多少？
（2）第一次在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的所有粒子，從邊界FF′離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)，距離O2不超過(guò)多遠(yuǎn)？
（3）若FF′以上的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為λB，則當(dāng)（1）問(wèn)中距O1為L(zhǎng)的這個(gè)粒子要到達(dá)圖中P點(diǎn)，O2P=3L，則λ為多大？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

10．質(zhì)量為m的網(wǎng)球以速率v1水平向右飛來(lái)，運(yùn)動(dòng)員用網(wǎng)球拍擊球，使其反向擊出的速率變?yōu)関2，在球拍擊球的過(guò)程中，網(wǎng)球動(dòng)量的變化量的大小為m（v1+v2），方向?yàn)樗较蜃螅?/div>

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

7．氫原子從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)輻射出a光，從n=4的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)輻射出b光．下列關(guān)于這兩種光的說(shuō)法正確的是（　�。�
A．a光的光子能量比b光的光子能量大
B．在同種介質(zhì)中a光的傳播速度比b光的傳播速度小
C．若a光不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則b光一定不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)
D．將a光和b光先后在同一雙縫干涉裝置上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所得到的相鄰干涉條紋的間距，a光的比b光的大一些

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

14．據(jù)法新社報(bào)道，日本核泄漏事故正在加劇！福島第一核電站3號(hào)機(jī)組不排除像1號(hào)機(jī)組一樣發(fā)生爆炸．而2號(hào)反應(yīng)堆可能正發(fā)生泄漏，兩個(gè)反應(yīng)堆可能已經(jīng)出現(xiàn)“熔毀”現(xiàn)象．福島第一核電站3號(hào)機(jī)組所用核燃料為鈾（92238U）和钚（94239Pu），下列分析正確的是（　�。�
A．钚的半衰期為24100年，則泄露物質(zhì)中钚原子總數(shù)降為原來(lái)的$\frac{1}{8}$約需7.2萬(wàn)年
B．92238U俘獲中子后形成92239U，再經(jīng)一次β衰變即可成為原子反應(yīng)堆中的燃料94239Pu
C．94239Pu衰變時(shí)放出的α射線比β射線的貫穿本領(lǐng)強(qiáng)，所需的屏蔽材料較厚
D．原子反應(yīng)堆中Pu裂變的方程可以寫(xiě)為：94239Pu+01n→3887Sr+56137Ba+1501n

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

4．普通交流電流表和交流電壓表不能直接接在高壓輸電線路上測(cè)電流和電壓，通常要通過(guò)互感器來(lái)連接，現(xiàn)在在圖示高壓電路輸入端已接入兩個(gè)互感器，原、副線圈的匝數(shù)比分別為1：200和200：1，圖中甲、乙表示電壓表或電流表，已知電路中電壓表的讀數(shù)為11V，電流表的讀數(shù)為1A，則（　�。�
A．甲電表是電壓表，乙電表是電流表
B．甲電表是電流表，乙電表是電壓表
C．圖示高壓輸送電路輸電線的總電阻是11Ω
D．圖示高壓輸送電路輸入的總功率為440 kW

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

11．美國(guó)物理學(xué)家密立根以精湛的技術(shù)測(cè)出了光電效應(yīng)中幾個(gè)重要的物理量．若某次實(shí)驗(yàn)中，他用光照射某種金屬時(shí)發(fā)現(xiàn)其發(fā)生了光電效應(yīng)，且得到該金屬逸出的光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的變化圖象如圖所示，經(jīng)準(zhǔn)確測(cè)量發(fā)現(xiàn)圖象與橫軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為4.77，與縱軸交點(diǎn)坐標(biāo)為0.5．已知電子的電荷量為1.6×10-19C，由圖中數(shù)據(jù)可知普朗克常量為6.5×10-34J•s，金屬的極限頻率為4.8×1014Hz．（均保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

8．如圖所示，平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源（內(nèi)阻不計(jì)）連接，下極板接地．一帶電油滴位于容器中的P點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài)．現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向下移動(dòng)一小段距離（　�。�
A．帶點(diǎn)油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)
B．P點(diǎn)的電勢(shì)將降低
C．帶點(diǎn)油滴的電勢(shì)能將減少
D．電容器的電容減小，極板帶電量也減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

9．一個(gè)重量為G=100N的物體，放在固定的粗糙斜面上，斜面與水平方向的夾角θ為37°，物體靜止不動(dòng)．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
求：
（1）物體所受到的摩擦力大��？
（2）斜面對(duì)物體的支持力大小？

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同步練習(xí)冊(cè)答案