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如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内...

如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑,半径r=0.2m的四分之一细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D端平齐.一个质量为1kg的小球放在曲面AB上,现从距BC的高度为h=0.6m处静止释放小球,它与BC间的动摩擦因数μ=0.5,小球进入管口C端时,它对上管壁有FN=2.5mg的相互作用力,通过CD后,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep=0.5J.取重力加速度g=10m/s2.求:

(1)小球到达C点时的速度大小;

(2)BC间距离s

(3)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm

 

(1) (2)s=0.5m (3)Ekm=6J 【解析】 (1)小球进入管口C端时,它与圆管上管壁有大小为F=2.5mg的相互作用力,故小球受到的向心力为 F向=2.5mg+mg=3.5mg=3.5×1×10 N=35 N 在C点,由 代入数据得:vC=m/s (2)小球从A点运动到C点过程,由动能定理得 解得BC间距离s=0.5 m (3)在压缩弹簧过程中速度最大时,合力为零.设此时小球离D端的距离为x0,则有 kx0=mg 解得 由机械能守恒定律有: 得(3+3.5-0.5) J=6 J  
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考点分析:
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在质量为0.5 kg的重物上安装一极轻的细棒(设细棒足够长),如图所示,用手在靠近重物处握住细棒,使重物静止,握细棒的手不动,稍稍减小握力,使手和细棒间保持一定的摩擦力,让重物和细棒保持一定的加速度下落,在起初的1.0s的时间里,重物落下了0.50 m。在此过程中手和细棒之间所产生的热量是多少?(g10 m/s2)

 

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如图所示,轻弹簧的一端悬挂在天花板上,另一端固定一质量为m的小物块,小物块放在水平面上,弹簧与竖直方向夹角为θ=30o。开始时弹簧处于伸长状态,长度为L,现在小物块上加一水平向右的恒力F使小物块向右运动距离L,小物块与地面的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,弹簧始终在弹性限度内,则此过程中分析正确的是(  )

A. 小物块和弹簧系统机械能改变了(F-μmgL

B. 弹簧的弹性势能可能先减小后增大接着又减小再增大

C. 小物块在弹簧悬点正下方时速度最大

D. 小物块动能的改变量等于拉力F和摩擦力做功之和

 

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如图所示,斜面固定在水平面上,轻质弹簧一端固定在斜面顶端,另一端与物块相连,弹簧处于自然长度时物块位于O点,物块与斜面间有摩擦.现将物块从O点拉至A点,撤去拉力后物块由静止向上运动,经O点到达B点时速度为零,则物块从A运动到B的过程中(  )

A.经过位置O点时,物块的动能最大

B.物块动能最大的位置与AO的距离无关

C.物块从AO运动过程中,弹性势能的减少量等于动能与重力势能的增加量

D.物块从OB运动过程中,动能的减少量大于弹性势能的增加量

 

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如图所示,质量相等、材料相同的两个小球 A、B 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 4Ek 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

B. 撤去外力 F 后,球 A、B 和弹簧构成的系统机械能守恒

C. 系统克服摩擦力所做的功等于系统机械能的减少量

D. A 克服外力所做的总功等于 2Ek

 

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如图所示,ABC三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动,A由静止释放,B的初速度方向沿斜面向下,大小为C的初速度方向沿斜面水平,大小也为。下列说法中正确的是( 

A.AC将同时滑到斜面底端

B.滑到斜面底端时,B的机械能减少最多

C.滑到斜面底端时,B的动能最大

D.C的重力势能减少最多

 

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