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如图所示,在倾角为θ = 30o 的光滑斜面的底端有一个固定挡板D,小物体C靠在...

如图所示,在倾角为θ = 30o 的光滑斜面的底端有一个固定挡板D,小物体C靠在挡板D上,小物体BC用轻质弹簧拴接.当弹簧处于自然长度时,BO点;当B静止时,BM点, 已知OM = l.在P点还有一小物体A,使A从静止开始下滑,AB相碰后一起压缩弹簧.A第一次脱离B后最高能上升到N点,且ON = 1.5lB向上运动时还会拉伸弹簧,能使C物体刚好能脱离挡板D.已知ABC的质量都是m,重力加速度为g.已知弹性势能与形变量大小有关.试求:

 

(1)弹簧的劲度系数;

(2)弹簧第一次恢复到原长时小物体B的速度大小;

(3)MP两点之间的距离.

 

(1) (2) (3)9l 【解析】 根据题意已经知道B物体平衡时弹簧的形变量,对B进行受力分析,由共点力平衡条件求出弹力,利用胡克定律得到弹簧的劲度系数;A与B分离的临界条件即弹簧恢复原长的瞬间,利用机械能守恒求出B物体的速度;综合分析A与B碰撞前、碰撞后的运动过程,找到他们遵守的物理定律即动量守恒、机械能守恒,列出方程求解.并且知道C刚刚脱离挡板的条件是弹簧的拉力与C物体沿斜面的分力相等; (1)B静止时,受力如图所示, 根据物体平衡条件得 弹簧的劲度系数 (2)当弹簧第一次恢复原长时A、B恰好分离,设此时A、B速度的大小为v3,对A物体,从A、B分离到A速度变为0的过程,根据机械能守恒定律得 此过程中A物体上升的高度 得 (3)设A与B相碰前速度的大小为v1,A与B相碰后速度的大小为v2,M、P之间距离为x,对A物体,从开始下滑到A、B相碰的过程,根据机械能守恒定律得 A与B发生碰撞,根据动量守恒定律得 设B静止时弹簧的弹性势能为EP,从A、B开始压缩弹簧到弹簧第一次恢复原长的过程,根据机械能守恒定律得 B物体的速度变为0时,C物体恰好离开挡板D,此时弹簧的伸长量也为l,弹簧的弹性势能也为EP 对B物体和弹簧,从A、B分离到B速度变为0的过程,由机械能守恒定律得 解得M、P两点之间的距离  
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考点分析:
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如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1=0.4kg的小物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m2=0.2kg的小物块将弹簧缓慢压缩到C点释放,物块过B点后做匀变速运动,由BD位移与时间的关系为x=6t-2t2,物块飞离桌面后恰好由P点沿切线进入圆轨道,g=10m/s2,不计空气阻力。求:

(1)BD间的距离;

(2)判断小物块m2能否沿圆轨道到达M点(要求写出判断过程);

(3)小物块m2C点释放运动到D过程中克服摩擦力做的功。

 

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如图,质量为m1的物体A经一轻质弹簧与下方地面上的质量为m2的物体B相连,弹簧的劲度系数为kAB都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩.开始时各段绳都处于伸直状态,A上方的一段绳沿竖直方向.现在挂钩上挂一质量为m3的物体C并从静止状态释放,已知它恰好能使B离开地面但不继续上升.若将C换成另一个质量为(m1+m3)的物体D,仍从上述初始位置由静止状态释放,则这次B刚离地面时D的速度的大小是多少?已知重力加速度为g.

 

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如图,点O、a、c在同一水平线上,c点在竖直细杆上.一橡皮筋一端固定在O点,水平伸直(无弹力)时,另一端恰好位于a点,在a点固定一光滑小圆环,橡皮筋穿过圆环与套在杆上的小球相连.已知b、c间距离小于c、d间距离,小球与杆间的动摩擦因数恒定,橡皮筋始终在弹性限度内,且其弹力跟伸长量成正比.小球从b点上方某处释放,第一次到达b、d两点时速度相等,则小球从b第一次运动到d的过程中(  )

A.在c点速度最大

B.在c点下方某位置速度最大

C.重力对小球做的功一定大于小球克服摩擦力做的功

D.在b、d两点,摩擦力的瞬时功率大小相等

 

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如图所示,将质量均为1kg厚度不计的两物块AB用轻质弹簧相连接。第一次用手拿着AB两物块,使得弹簧竖直并处于原长状态,此时物块B离地面的距离为H=5m,然后由静止同时释放ABB物块着地后速度立即变为零。第二次只用手托着B物块于H高处,A在弹簧弹力和重力作用下处于静止,将弹簧锁定,此时弹簧的弹性势能为12.5J,然后由静止释放ABB物块着地后速度立即变为零,同时弹簧锁定解除,在随后的过程中B物块恰能离开地面但不继续上升(g=10m/s2)。则下列正确的说法是(  )

A.第一次释放AB后,A上升至弹簧恢复原长时的速度v1=10m/s

B.第一次释放AB后,B刚要离地时A的速度v2=5m/s

C.第二次释放AB,在弹簧锁定解除后到B物块恰要离开地过程中A物块机械能守恒

D.第二次释放AB,在弹簧锁定解除后到B物块恰要离开地过程中A物块先超重后失重

 

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如图所示,竖直光滑杆固定不动,弹簧下端固定,将滑块向下压缩弹簧至离地高度h0.1m处,滑块与弹簧不拴接,现由静止释放滑块,通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h,并作出其Ekh图象,其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线,其余部分为曲线,以地面为零势能面,g10m/s2,由图象可知(  )

A.小滑块的质量为0.2kg

B.弹簧最大弹性势能为0.7J

C.轻弹簧的初始压缩量为0.25m

D.小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.5J

 

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