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“弹跳小人”(如图甲所示)是一种深受儿童喜爱的玩具,其原理如图乙所示.竖直光滑长...

弹跳小人(如图甲所示)是一种深受儿童喜爱的玩具,其原理如图乙所示.竖直光滑长杆固定在地面不动,套在杆上的轻质弹簧下端不固定,上端与滑块拴接,滑块的质量为0.80 kg.现在向下压滑块,直到弹簧上端离地面高度h0.40m时,然后由静止释放滑块.滑块的动能Ek随离地高度h变化的图象如图丙所示.其中高度从0.80m1.40m范围内的图线为直线,其余部分为曲线.若以地面为重力势能的参考平面,空气阻力为恒力,g10 m/s2.则结合图象可知

A.弹簧原长为0.72m

B.空气阻力大小为1.00N

C.弹簧的最大弹性势能为9.00J

D.弹簧在落回地面的瞬间滑块的动能为5.40J

 

BC 【解析】 A.从h=0.8m开始,滑块与弹簧分离,则知弹簧的原长为0.8m;故A错误. B.在0.80m上升到1.40m内,在Ek-h图象中,根据动能定理知:图线的斜率大小表示滑块所受的合外力,由于高度从0.80m上升到1.40m范围内图象为直线,其余部分为曲线,说明滑块从0.80m上升到1.40m范围内所受作用力为恒力,根据动能定理得-(mg+f)△h=0-Ek,由图知△h=0.60m,Ek=5.40J,解得空气阻力f=1.00N;故B正确. C.根据能的转化与守恒可知,当滑块上升至最大高度时,整个过程中,增加的重力势能和克服空气阻力做功之和等于弹簧的最大弹性势能,所以Epm=(mg+f)△h=9×(1.40-0.4)=9.00J;故C正确. D.由图可知,当h=0.72m时滑块的动能最大为Ekm=5.76J;假设空气阻力不计,则在整个运动过程中,系统的动能、重力势能和弹性势能之间相互转化,因此滑块的动能最大时,滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小,为EPmin=Epm-Ekm=9-5.76=3.24J,由于有空气阻力,所以滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小小于3.24J;故D错误.  
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如图所示为游乐场中过山车的一段轨道,P点是这段轨道的最高点,A、B、C三处是过山车的车头、中点和车尾。假设这段轨道是圆轨道,各节车厢的质量相等,过山车在运行过程中不受牵引力,所受阻力可忽略。那么过山车在通过P点的过程中,下列说法正确的是(    )

A.车头A通过P点时的速度最小

B.车的中点B通过P点时的速度最小

C.车尾C通过P点时的速度最小

D.A、B、C通过P点时的速度一样大

 

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A.升降机停止前在向上运动

B.0−tl时间内小球处于失重状态,t1t2时间内小球处于超重状态

C.t1t3时间内小球向下运动,动能先增大后减小

D.t3t4时间内弹簧弹性势能变化量小于小球动能变化量

 

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如图所示为某同学设计的投射装置,水平地面上固定一根内壁光滑的细管道,管道下端固定在水平地面上,管道竖直部分长度为部分是半径为的四分之一圆弧,管口沿水平方向,为圆弧的圆心。与圆心水平距离为的竖直墙壁上固定一个半径为的圆形靶子,圆心等高,为靶子的最高点和最低点。管道内处有一插销,挡住下面的小球,弹簧上端与小球并未连接,弹簧下端固定在金属杆上,可上下调节,改变弹簧压缩量。小球质量为且可视为质点,不计空气阻力和弹簧的质量,重力加速度为。为了让小球击中靶子,则:

(1)小球对管道处的最大压力;

(2)弹簧储存的弹性势能的范围。

 

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如图所示,质量为m、半径为R的光滑圆柱体B放在水平地面上,其左侧有半径为R、质量为m的半圆柱体A,右侧有质量为m的长方体木块C,现用水平向左的推力推木块C,使其缓慢移动,直到圆柱体B恰好运动到半圆柱体A的顶端,在此过程中A始终保持静止.已知C与地面间动摩擦因数μ,重力加速度为g.求:

(1)圆柱体B下端离地高为 时,地面对木块A的支持力;

(2)木块C移动的整个过程中水平推力的最大值;

(3)木块C移动的整个过程中水平推力所做的功.

 

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在探究功与速度变化的关系的实验中,某实验研究小组的实验装置如图甲所示.木块从A点静止释放后,在一根弹簧作用下弹出,沿足够长的木板运动到B1点停下,记录此过程中弹簧对木块做的功为W1O点为弹簧原长时所处的位置,测得OB1的距离为L1.再用完全相同的2根、3弹簧并在一起进行第2次、第3实验并记录2W13W1及相应的L2L3数据,用WL图象处理数据,回答下列问题:

1)如图乙是根据实验数据描绘的WL图象,图线不过原点的原因是_____

2)由图线得木块从AO过程中摩擦力做的功是W1=____

3WL图象斜率的物理意义是_____

 

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