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如图所示,物体A静止放在光滑的水平面上,一轻弹簧一端固定在竖直墙上,另一端连接物...

如图所示,物体A静止放在光滑的水平面上,一轻弹簧一端固定在竖直墙上,另一端连接物体A,处于原长,劲度系数k=10N/m,物体B放在物体A上,质量mB=0.2kg,与A间滑动摩擦因数μ=0.25,通过轻质细绳与物体C相连(最初绳松驰),物体C质量mC=0.2kg.现用一水平恒力F=0.5N作用于物体C上,使之由静止开始运动,当C运动S1=0.2m时细绳水平绷紧,随即BC获得共同速度.已知在以后的运动过程中,B的速度始终大于A的速度,A足够长,g=10m/s2.求:
(1)细绳刚绷紧时,BC的共同速度.
(2)弹簧的最大弹性势能.
(3)若某次弹簧恢复原长时物体C共运动了S2=1m,则AB间因摩擦产生的内能是多少.

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(1)根据动能定理求得细绳绷紧前物体C的速度,对BC用动量守恒定律求得共同速度; (2)设物体A有最大速度时弹簧的伸长量为x,根据胡克定律求得x,物体A做简谐运动,故弹簧伸长2x时,物体A速度为零,到达最右端,弹簧有最大弹性势能,对A用动能定理即可求解; (3)AB一起匀速运动,由能量守恒求解. 【解析】 (1)设细绳绷紧前物体C获得速度v1,由动能定理得: FS1=mC v12 ∴v1=1m/s 对BC用动量守恒得: mC v1=(mB+ mC)v2 则BC的共同速度v:2=0.5m/s (2)设物体A有最大速度时弹簧的伸长量为x,则 kx=μmBg ∴x=0.05m 物体A做简谐运动,故弹簧伸长2x时,物体A速度为零,到达最右端,弹簧有最大弹性势能,对A用动能定理得 μmBg2x+W弹=0 另W弹=0-EPm ∴最大弹性势能EPm=0.05J (3)摩擦力Ff=μmBg=0.5 N=恒力F,故AB一起匀速运动,由能量守恒得 F(S2-S1)=Q ∴Q=0.4J 答:(1)细绳刚绷紧时,BC的共同速度为0.5m/s. (2)弹簧的最大弹性势能为0.05J. (3)若某次弹簧恢复原长时物体C共运动了S2=1m,则AB间因摩擦产生的内能是0.4J.
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考点分析:
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一条小河宽d=100m,河水流速v1=3m/s.某人驾驶冲锋舟自岸边出发,以加速度a=2m/s2沿垂直河岸方向向对面航行,同时被河水冲向下游.
(1)若以出发点为坐标原点,以河水流动方向为x轴,以垂直河岸方向为y轴,建立平面直角坐标系,求冲锋舟的轨迹方程.
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(2)单刀双掷开关S1接2,单刀双掷开关S2接4,闭合电键S3,通过调整滑动变阻器R,读出电压表、电流表的一系列数值,画出U2-I2图象如图3所示,由图象可求得电源的电动势E=______V,内阻r=______Ω.
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(1)为保证钩码的重力与滑块受到的水平拉力大小基本相等,钩码质量m与滑块的质量M间应满足的关系是______
(2)滑块上所安装的挡光条宽度为d,某次通过光电门时记录的时间为△t,则滑块通过光电门的瞬时速度为______
(3)某次实验中滑块自静止起运动到光电门处发生的位移为S,其它物理量用(1)(2)中提供的物理量,实验操作正确,则恒力做功与动能变化之间的关系式应当为______
(4)若改变滑块的位移,重复做几次实验,可测得几组对应的速度v、位移S的数据,现用纵轴表示v2,用横纵表示S,请在图2中的坐标系中定性画出v2-S关系图象.
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A.30°
B.37°
C.53°
D.60°
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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