17.如圖所示,質(zhì)量均為M的木塊A、B,用輕質(zhì)彈簧連接,靜止于光滑水平面上(彈簧處于原長(zhǎng)),某時(shí)刻木塊A被一顆質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0擊中但沒(méi)有射出.求在此后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,彈簧第一次被壓縮到最短時(shí)的彈性勢(shì)能.

分析 子彈擊中A球的過(guò)程中,動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律求出A球的速度,當(dāng)AB兩球速度相等,彈簧壓縮量最大時(shí),彈簧彈性勢(shì)能最大,由動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律可以求出彈簧彈性勢(shì)能的最大值.

解答 解:整個(gè)過(guò)程分析:子彈擊中A的過(guò)程,子彈與A組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒;子彈、A球一起向右運(yùn)動(dòng),彈簧因被壓縮而產(chǎn)生彈力.A球開(kāi)始減速,B球開(kāi)始加速;當(dāng)兩球速度相等時(shí),彈簧壓縮量達(dá)到最大值,此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能最大;接著,彈簧開(kāi)始伸長(zhǎng),彈力繼續(xù)使B加速而使A減速;當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí),B球速度達(dá)到最大值,A球速度達(dá)到最小值;然后,彈簧又開(kāi)始伸長(zhǎng),使A球加速,使B球減速.當(dāng)兩球速度相等時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量達(dá)到最大(此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能與壓縮量最大時(shí)的彈性勢(shì)能相等)…如此反復(fù)進(jìn)行.所以,兩球的速度達(dá)到極值的條件--彈簧形變量為零.
A、B的質(zhì)量為M,子彈的質(zhì)量是m,選取向右為正方向,子彈擊中A的過(guò)程,子彈與A組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律得:
mv0=(m+M)V…①,
以子彈、A球、B球作為一系統(tǒng),以子彈和A球有共同速度為初態(tài),子彈、A球、B球速度相同時(shí)為末態(tài),對(duì)系統(tǒng),由動(dòng)量守恒定律得:
(m+M)V=(m+M+M)V′…②,
由能量守恒定律得:$\frac{1}{2}(M+m){v}^{2}=\frac{1}{2}(M+M+m)v{′}^{2}+{E}_{P}$…③,
聯(lián)立解得:${E}_{P}=\frac{Mm{v}_{0}^{2}}{2(M+m)(2M+m)}$
答:彈簧第一次被壓縮到最短時(shí)的彈性勢(shì)能是$\frac{Mm{v}_{0}^{2}}{2(M+m)(2M+m)}$

點(diǎn)評(píng) 分析清楚物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程是正確解題的關(guān)鍵,分析清楚運(yùn)動(dòng)過(guò)程后,應(yīng)用動(dòng)量守恒定律與能量守恒定律即可正確解題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

7.某學(xué)習(xí)小組用如圖1所示裝置探究“加速度和力的關(guān)系”.

該小組已經(jīng)測(cè)量了兩個(gè)光電門(mén)間的距離為L(zhǎng),遮光條的寬度為d,遮光條通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間分別為t1、t2,則:
(1)小車(chē)的實(shí)際加速度可以表示為$a=\frac{lxbzprr^{2}({{t}_{1}}^{2}-{{t}_{2}}^{2})}{2L{{t}_{1}}^{2}{{t}_{2}}^{2}}$(用題中所給物理量表示)
(2)在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法,應(yīng)保持小車(chē)的質(zhì)量不變,用鉤碼所受的重力作為小車(chē)受到的拉力.
(3)改變所掛鉤碼的數(shù)量,多次重復(fù)測(cè)量.在某次實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可在坐標(biāo)紙上畫(huà)出a-F關(guān)系的點(diǎn)跡(如圖2所示).經(jīng)過(guò)分析,發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)跡存在一些問(wèn)題,產(chǎn)生的主要原因可能是BC
A.軌道與水平方向夾角太大
B.軌道保持了水平狀態(tài),沒(méi)有平衡摩擦力
C.所掛鉤碼的總質(zhì)量太大,造成上部點(diǎn)跡有向下彎曲趨勢(shì)
D.所用小車(chē)的質(zhì)量太大,造成上部點(diǎn)跡有向下彎曲趨勢(shì).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.圖中實(shí)線和虛線分別是x軸上傳播的一列簡(jiǎn)橫波在t=O和t=0.03s時(shí)刻的波形圖,x=1.2m處的質(zhì)點(diǎn)在t=0.03s時(shí)刻向y軸正方向運(yùn)動(dòng),則(  )
A.該波向X軸的負(fù)方向傳播B.該波的頻率可能是125Hz
C.該波的波速可能是1Om/sD.各質(zhì)點(diǎn)在0.03s內(nèi)隨波遷移0.9m

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.如圖所示,在傾角為θ=37°足夠長(zhǎng)的絕緣斜面上,質(zhì)量mA=0.5kg、帶正電的物塊A和質(zhì)量mg=0.25kg不帶電的絕緣物塊B均正沿斜面上滑.斜面處于范圍足夠大、場(chǎng)強(qiáng)E=5×103N/C、方向平行斜面向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中.當(dāng)A追上B相碰前的瞬間A的速度v.=1.8m/s,方向沿斜面向上,B的速度恰為零.A、B碰撞過(guò)程相互作用時(shí)間極短,且A的電荷沒(méi)有轉(zhuǎn)移,碰后瞬間A的速度V1=0.6m/s,方向仍沿斜面向上,碰后經(jīng)的速率變?yōu)関′1=1.8m/s,在這0.6s時(shí)間內(nèi)A、B兩物塊沒(méi)有再次相碰.已知A和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,B與斜面間摩擦可以忽略不計(jì)A、B均可視為質(zhì)點(diǎn).(sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2).求:
(1)A、B碰撞后的瞬間B的速度;
(2)A、B碰后的0.6s內(nèi)B沿斜面向上滑行的最大距離;
(3)物塊A所帶的電荷量.

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12.氫原子能級(jí)如圖1所示,若氫原子發(fā)出的a、b兩種頻率的光,用同一裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),分別得到干涉圖樣如圖甲、乙兩圖所示.若a光是由能級(jí)n=5向n=2躍遷時(shí)發(fā)出的,則b光可能是( 。
A.從能級(jí)n=3向n=2躍遷時(shí)發(fā)出的B.從能級(jí)n=4向n=2躍遷時(shí)發(fā)出的
C.從能級(jí)n=6向n=2躍遷時(shí)發(fā)出的D.從能級(jí)n=6向n=3躍遷時(shí)發(fā)出的

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2.如圖1所示,固定的粗糙斜面長(zhǎng)為10m,一小滑塊自斜面頂端由靜止開(kāi)始沿斜面下滑的過(guò)程中,小滑塊的動(dòng)能Ek隨位移x的變化規(guī)律如圖2所示,取斜面底端為重力勢(shì)能的參考平面,小滑塊的重力勢(shì)能Ep隨位移x的變化規(guī)律如圖3所示,重力加速度g=10m/s2.根據(jù)上述信息可以求出( 。
A.斜面的傾角B.小滑塊與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)
C.小滑塊下滑的加速度的大小D.小滑塊受到的滑動(dòng)摩擦力的大小

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9.“神舟五號(hào)”載人飛船在繞地球飛行的第5圈進(jìn)行變軌,由原來(lái)的橢圓軌道變?yōu)榫嗟孛娓叨葹閔的圓形軌道.已知地球半徑為R,地面處的重力加速度為g.試問(wèn)飛船在上述圓軌道上運(yùn)行的周期及速度的大小各是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.在國(guó)際單位制中,下列物理量屬于基本量的是( 。
A.B.速度C.時(shí)間D.加速度

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7.如圖所示,在半徑為r=10cm的輪軸上懸掛一個(gè)質(zhì)量為M=3kg的水桶,軸上分布著6根手柄,柄端有6個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg的金屬小球.球離軸心的距離為L(zhǎng)=50cm,輪軸、繩及手柄的質(zhì)量以及摩擦均不計(jì).開(kāi)始時(shí)水桶在離地面某高度處,釋放后水桶帶動(dòng)整個(gè)裝置轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)n(未知量)周時(shí),測(cè)得金屬小球的線速度v1=5m/s,此時(shí)水桶還未到達(dá)地面,g=10m/s2,求:
(1)轉(zhuǎn)動(dòng)n周時(shí),水桶重力做功的功率P;
(2)n的數(shù)值.

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