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质量m=1.0kg的甲物体与竖直放置的轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地面上,如...

manfen5.com 满分网质量m=1.0kg的甲物体与竖直放置的轻弹簧的上端连接,弹簧下端固定在地面上,如图所示.质量m=1.0kg的乙物体从甲物体正上方,距离甲物体h=0.40m处自由落下,撞在甲物体上在极短的时间内与甲物体粘在一起(不再分离)向下运动.它们到达最低点后又向上运动,上升的最高点比甲物体初始位置高H=0.10m.已知弹簧的劲度系数k=200N/m,且弹簧始终在弹性限度内,空气阻力可忽略不计,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)乙物体和甲物体碰撞过程中损失的动能;
(2)乙物体和甲物体碰撞后一起向下运动至最低点的过程中,乙物体和甲物体克服弹簧弹力所做的功.
对于乙物体和甲物体碰撞前后,我们可以认为系统动量守恒. 求出乙物体和甲物体碰撞前后的系统动能,求出乙物体和甲物体碰撞过程中损失的动能. 由于空气阻力可忽略不计,所以甲和乙碰撞后做简谐运动,根据平衡位置时的特点求出弹簧压缩量. 根据动能定理研究甲和乙碰撞后到最低点的过程,求出克服弹簧弹力所做的功. 【解析】 (1)设乙物体和甲物体碰撞前瞬间乙物体的速度大小为v1,根据v12=2gh 解得:v1=2m/s=2.8m/s 设乙物体和甲物体碰撞后的共同速度大小为v2,由动量守恒定律有mv1=2mv2 解得v2=v1=m/s=1.4m/s 所以碰撞后系统的动能Ek2=(2m)v22=2J 因为甲、乙物体构成的系统碰撞前的动能Ek1=4J,所以乙物体和甲物体碰撞过程中损失的机械能△E=Ek1-Ek2=2J (2)设甲物体静止时弹簧压缩量为x1, 根据平衡条件,解得x1==5.0cm 甲和乙碰撞后做简谐运动,在通过平衡位置时两物体所受合力为零,速度最大,设此时弹簧压缩量为x2, 解得:x2==10cm 甲物体和乙物体一同上升到最高点时,两物体与简谐运动平衡位置的距离,即简谐运动的振幅A=x2+(H-x1)=15cm 根据简谐运动的对称性可知,两物体向下运动的距离x=A+(x2-x1)=20 cm 设两物体向下运动至最低点的过程中,克服弹簧弹力做功为W, 根据动能定理研究甲和乙碰撞后到最低点的过程有: 2mgx-W=0-2mv22解得W=6.0J 答:(1)乙物体和甲物体碰撞过程中损失的动能为2J; (2)乙物体和甲物体克服弹簧弹力所做的功为6.0J.
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考点分析:
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(1)第一次碰撞后小木块1的速度大小v;
(2)从第一个小木块开始运动到第一次碰撞后系统损失的机械能△E;
(3)发生一系列碰撞后,直到最后第n个木块到达底端,在整个过程中,由于碰撞所损失的总机械能△E

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(2)在一次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02s),单位cm,那么纸带的______端与重物相连; 打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=______; 从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量△EP=______; 此过程中物体动能的增加量△EK=______(g=9.80m/s2); 通过计算,数值上△EP______△EK(填“>”、“=”、或“<”),这是因为______;实验的结论是______

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②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装;
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④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定).在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示.
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请你分析纸带数据,回答下列问题:
(a)该电动小车运动的最大速度为______m/s;
(b)关闭小车电源后,小车的加速度大小为______m/s2
(c)该电动小车的额定功率为______W.
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A.在h一定的条件下,释放小球后小球能否到a点,与小球质量有关
B.改变h的大小,就可使小球在通过a点后可能落回轨道之内,也可能落在de面上
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D.要使小球通过a点的条件是在a点速度V>0
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A.小球在初始位置P处的电势能为Eqh
B.小球第一次与挡板相碰后所能达到的最大高度大于h
C.小球第一次与挡板相碰后所能达到的最大高度等于h
D.小球第一次与挡板相碰后所能达到最大高度时的电势能小于Eqh
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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