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如图所示,轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高...

如图所示,轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处由静止释放。以小球开始下落的位置O为原点,沿竖直向下方向建立坐标轴Ox,在小球开始下落到向下运动到最低点的过程中,小球所受弹簧弹力F的大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图所示,虚线分别在y轴和x轴上的交点为mgh+x0,不计空气阻力,重力加速度为g。求:

1)刚要接触弹簧时,小球的速度大小v

2)弹簧的劲度系数k

3)小球下落过程中的最大动能Ek

 

(1) (2);(3) 【解析】 (1)从开始下落到接触弹簧,根据机械能守恒定律,, 得; (2)弹簧压缩x0时,根据胡克定律,弹簧弹力F = 而此时弹簧弹力F与小球的重力mg平衡,故F = mg, 联立得; (3)当小球受到的合力为零时,动能最大,此时弹簧压缩量为。 小球从接触弹簧到弹簧压缩过程中,弹簧弹力做功 根据动能定理, 得。  
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考点分析:
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质量m1kg的电动小汽车静止在粗糙水平地面上,小车与地面间的动摩擦因数μ0.2.现遥控小汽车,使其以额定功率P10W由静止开始做直线运动,经过ls小车的速度为4m/s,重力加速度g10m/s2,求:

(1)1s内牵引力对小车做的功;

(2) 小汽车获得的最大速度;

(3) 1s内小汽车前进了多少距离。

 

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一个同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,进行了如下实验:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一个小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小钢球在空中飞行后落在水平地面上,水平距离为s

(1)请你推导出弹簧的弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、小钢球飞行的水平距离s等物理量之间的关系式:Ep =_________

(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:根据上面的实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系为_______

 

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如图甲所示为做探究外力做功和动能变化的关系的实验装置图。

(1)本实验平衡摩擦力时,小车应________(拖着不拖”)纸带。

(2)某同学在实验中得到了如图乙所示的纸带,测得AB1.44 cmBC1.64 cmCD1.64 cmDE1.59 cm。已知相邻两点的打点时间间隔为0.02 s,小车的质量m=1kg,则橡皮筋对小车做的功为____________________J,结果保留3位有效数字。

 

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如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过0.3s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰.已知半圆形管道的半径为R=1m,小球可看做质点且其质量为m=1kgg10m/s2.则(  )

A. 小球经过B点时的速率为3m/s

B. 小球经过B点时的速率为3√2m/s

C. 小球经过B点时,受到管道的作用力FN=1N,方向向上

D. 若改变小球进入管道的初速度使其恰好到达B点,则在B点时小球对管道的作用力为10 N

 

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如图所示,质量相等、材料相同的两个小球AB间用一劲度系数为k的轻质弹簧相连组成系统,系统穿过一粗糙的水平滑杆,在作用在B上的水平外力F的作用下由静止开始运动,一段时间后一起做匀加速运动,当它们的总动能为Ek时撤去外力F,最后停止运动.不计空气阻力,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则在从撤去外力F到停止运动的过程中,下列说法正确的是(  )

A. 撤去外力F的瞬间,弹簧的伸长量为F/2k

B. 撤去外力F的瞬间,弹簧的伸长量为F/k

C. A克服外力所做的总功等于Ek/2

D. 系统克服摩擦力所做的功小于系统机械能的减少量

 

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