如图所示,一条轻质弹簧左端固定在水平桌面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m=1.0kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于O点,现对小物块施加一个外力,使它

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 功能关系/2022-11-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,一条轻质弹簧左端固定在水平桌面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m=1.0 kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于O点,现对小物块施加一个外力,使它缓慢移动,压缩弹簧(压缩量为x=0.1 m)至A点,在这一过程中,所用外力与压缩量的关系如图所示。然后释放小物块,让小物块沿桌面运动,已知O点至桌边B点的距离为L=2x。水平桌面的高为h=5.0 m,计算时,可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力。(g取10 m/s2)

求:(1)在压缩弹簧过程中,弹簧存贮的最大弹性势能;
(2)小物块到达桌边B点时速度的大小;
(3)小物块落地点与桌边B的水平距离。

◎ 答案

解:(1)弹簧存贮的弹性势能为:EPWFWf=2.3 J   (3分)
(2) vB=2 m/s    (3分)
(3)水平距离svBt=2 m   (2分)

◎ 解析

解:(1)从Fx图中看出,小物块与桌面的动摩擦力大小为f=1.0 N,在压缩过程中,摩擦力做功为Wff·x=-0.1 J(3分)
由图线与x轴所夹面积(如图),可得外力做功为

WF=(1+47)×0.1÷2=2.4 J  (3分)
所以弹簧存贮的弹性势能为:EPWFWf=2.3 J  (3分)
(2)从A点开始到B点的过程中,由于L=2x
摩擦力做功为Wff·3x=0.3 J  (1分)
对小物块用动能定理有:
EpWfmv  (3分)
解得:vB=2 m/s  (3分)
(3)物块从B点开始做平抛运动
hgt2  (3分)
下落时间t=1 s  (1分)
水平距离svBt=2 m  (2分)
说明:用其他方法计算,如第(1)问用Epkx2来计算,请参照上面给分办法相应给分。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一条轻质弹簧左端固定在水平桌面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m=1.0kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于O点,现对小物块施加一个外力,使它…”主要考查了你对  【功能关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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