轻质弹簧一端固定,另一端与放置于水平桌面上的小物块(可视为质点)相连接。弹簧处于原长时物块位于O点。现将小物块向右拉至A点后由静止释放,小物块将沿水平桌面运动。已知弹簧劲度系数为k,小物块质量为m,OA间距离为L,弹簧弹性势能的表达式为 ,式中x为弹簧形变量的大小。
(1)若小物块与水平桌面间的动摩擦因数,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 求①小物块第一次经过O点时的速度大小;
②小物块向左运动过程中距离O点的最远距离以及最终静止时的位置。
(2)在我们的生活中常常用到弹簧,有的弹簧很“硬”,有的弹簧很“软”,弹簧的“软硬”程度其实是由弹簧的劲度系数决定的。请你自行选择实验器材设计一个测量弹簧劲度系数的实验,简要说明实验方案及实验原理。
高三物理解答题中等难度题
轻质弹簧一端固定,另一端与放置于水平桌面上的小物块(可视为质点)相连接。弹簧处于原长时物块位于O点。现将小物块向右拉至A点后由静止释放,小物块将沿水平桌面运动。已知弹簧劲度系数为k,小物块质量为m,OA间距离为L,弹簧弹性势能的表达式为 ,式中x为弹簧形变量的大小。
(1)若小物块与水平桌面间的动摩擦因数,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。 求①小物块第一次经过O点时的速度大小;
②小物块向左运动过程中距离O点的最远距离以及最终静止时的位置。
(2)在我们的生活中常常用到弹簧,有的弹簧很“硬”,有的弹簧很“软”,弹簧的“软硬”程度其实是由弹簧的劲度系数决定的。请你自行选择实验器材设计一个测量弹簧劲度系数的实验,简要说明实验方案及实验原理。
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某小组设计了“用一把刻度尺测动摩擦因数”的实验方案。
(1)如图 1 所示,将一轻质弹簧放置在水平桌面上,左端固定,右端与一小滑块(可视为质点)接触而不粘连,弹簧处于原长时,滑块恰好处在桌面边缘;
(2)向左推滑块,使弹簧压缩至虚线位置后由静止释放,滑块离开桌面后落到水平地面上。测得桌面离地的高度为 h,滑块平拋过程中发生的水平位移为 s,已知重力加速度大小为 g, 则滑块离开桌面时的速度__________; (用已知和测得物理量的符号表示)
(3)将弹簧和滑块在桌面上向左平移一定距离,然后同样固定弹簧左端,弹簧处于原长时,滑块位于 O 点,如图 2所示。向左推滑块,使弹簧压缩量与第一次相同。释放滑块,滑块在水平桌面上滑行一段后停在 A 点,测得 OA = x,则可知滑块与桌面间的动摩擦因数为______(用已知和测得物理量的符号表示)。
(4)本实验中会引起误差的因素有_________。
A.桌面不够水平
B.重力加速度的值比 9.80m/s2大
C.弹簧的质量不可忽略
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如图甲所示,水平桌面上有一条轻质弹簧,左端固定在竖直墙面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m=1kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于O点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑圆弧轨道MNP,P为地面上一点,MN为其竖直方向的直径。现对小物块施加一个外力F,使它缓慢移动,将弹簧压缩至A点时,压缩量为x=O.1m,在这一过程中,所用外力F与压缩量的关系如图乙所示。然后撤去F释放小物块,让小物块沿桌面运动,已知O点至桌面B点的距离为L=0.2m,水平桌面的高度为h=0.6m。计算时,可认为滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力,g取10m/s2。求:
(1)弹簧压缩过程中存贮的最大弹性势能EP;
(2)小物块到达桌边B点时速度的大小VB:
(3)小物块落地时恰好沿切线由P点进入圆弧轨道,并恰好通过M点,求圆弧轨道的半径R。
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如图甲所示,水平桌面上有一条轻质弹簧,左端固定在竖直墙面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为m=1kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于O点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑圆弧轨道MNP,P为地面上一点,MN为其竖直方向的直径。现对小物块施加一个外力F,使它缓慢移动,将弹簧压缩至A点时,压缩量为x=O.1m,在这一过程中,所用外力F与压缩量的关系如图乙所示。然后撤去F释放小物块,让小物块沿桌面运动,已知O点至桌面B点的距离为L=0.2m,水平桌面的高度为h=0.6m。计算时,可认为滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力,g取10m/s2。求:
(1)弹簧压缩过程中存贮的最大弹性势能EP;
(2)小物块到达桌边B点时速度的大小VB:
(3)小物块落地时恰好沿切线由P点进入圆弧轨道,并恰好通过M点,求圆弧轨道的半径R。
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如图所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计.物快(可视为质点)的质量为 ,在水平桌面上沿轴运动,与桌面间的动摩擦因数为.以弹簧原长时物块的位置为坐标原点,当弹簧的伸长量为时,物块所受弹簧弹力大小为, 为常量.
()请画出随变化的示意图;并根据图象求物块沿轴从点运动到位置的过程中弹力所做的功.
()物块由向右运动到,然后由返回到,在这个过程中,
.求弹力所做的功,并据此求弹性势能的变化量;
.求滑动摩擦力所做的功;并与弹力做功比较,说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念,为什么?
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(18分)如图所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计,物块(可视为质点)的质量为m,在水平桌面上沿x轴转动,与桌面间的动摩擦因数为,以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O,当弹簧的伸长量为x时,物块所受弹簧弹力大小为F=kx,k为常量。
(1)请画出F随x变化的示意图:并根据F-x图像,求物块沿x轴从O点运动到位置x过程中弹力所做的功。
(2)物块由向右运动到,然后由返回到,在这个过程中。
A.求弹力所做的功;并据此求弹性势能的变化量;
B.求滑动摩擦力所做的功;并与弹力做功比较,说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。
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(11分)如图所示,一根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x=0.1 m至A点,在这一过程中,所用外力与弹簧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=0.2m。水平桌面的高为h=1.8 m,计算时,可取滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力。(g取10 m/s2)
求:(1)压缩弹簧过程中,弹簧存贮的最大弹性势能;
(2)小物块落地点与桌边B的水平距离。
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如图所示,一根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,所用外力与弹簧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,可取滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力。(g取10 m/s2)
求:(1)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。
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如图1所示,一根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,使它缓慢移动,压缩弹簧x=0.1m至A点,在这一过程中,所用外力与弹簧压缩量的关系如图2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=0.2m.水平桌面的高为h=1.8m,计算时,可取滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力.(g取10m/s2)
求:(1)压缩弹簧过程中,弹簧存贮的最大弹性势能;
(2)小物块落地点与桌边B的水平距离.
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