高三物理解答题中等难度题
(20分)如图所示,光滑水平面上有一长板车,车的上表面OA段是一长为L的水平粗糙轨道,A的右侧光滑,水平轨道左侧是一光滑斜面轨道,斜面轨道与水平轨道在点平滑连接。车右端固定一个处于锁定状态的压缩轻弹簧,其弹性势能为
,一质量为
的小物体(可视为质点)紧靠弹簧,小物体与粗糙水平轨道间的动摩擦因数为
,整个装置处于静止状态。现将轻弹簧解除锁定,小物体被弹出后滑上水平粗糙轨道。车的质量为
,斜面轨道的长度足够长,忽略小物体运动经过
点处产生的机械能损失,不计空气阻力。求:
(1)解除锁定结束后小物体获得的最大动能;
(2)当满足什么条件小物体能滑到斜面轨道上,满足此条件时小物体能上升的最大高度为多少?
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如图所示,光滑水平面上有一长板车,车的上表面OA段是一长为L的水平粗糙轨道,A的右侧光滑,水平轨道左侧是一光滑斜面轨道,斜面轨道与水平轨道在O点平滑连接.车右端固定一个处于锁定状态的压缩轻弹簧,其弹性势能为Ep,一质量为m的小物体(可视为质点)紧靠弹簧,小物体与粗糙水平轨道间的动摩擦因数为μ,整个装置处于静止状态.现将轻弹簧解除锁定,小物体被弹出后滑上水平粗糙轨道.车的质量为2m,斜面轨道的长度足够长,忽略小物体运动经过O点处产生的机械能损失,不计空气阻力.求:
①解除锁定结束后小物体获得的最大动能;
②若小物体能滑到斜面轨道上,则小物体能上升的最大高度为多少?
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如图所示,在光滑的水平面上停放着一辆质量为M=2kg的平板车C,其右端固定挡板上固定一根轻质弹簧,平板车上表面Q点左侧粗糙右侧光滑,且粗糙段长为L=2m,小车的左边紧靠着一个固定在竖直平面内半径为r=5m的四分之一光滑圆形轨道,轨道底端的切线水平且与小车的上表面相平。现有两块完全相同的小木块A、B(均可看成质点),质量都为m=1kg,B放于小车左端,A从四分之一圆形轨道顶端P点由静止释放,滑行到车上立即与小木块B发生碰撞(碰撞时间极短)碰后两木块粘在一起沿平板车向右滑动,一段时间后与平板车达到相对静止,此时两个木块距Q点距离d=1m,重力加速度为g=10m/s2。求:
(1)木块A滑到圆弧轨道最低点时,木块A对圆形轨道的压力大小;
(2)木块与小车之间的滑动摩擦因数;
(3)若要两木块最终能从小车C左侧滑落,则木块A至少应从P正上方多高地方由静止释放。(忽略空气阻力,弹簧都在弹性限度内)
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如图所示,光滑水平面上有一质量M=4.0kg的平板车,车的上表面右侧是一段长L=1.0m的水平轨道,水平轨道左侧是一半径R=0.25m的1/4光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O′点相切.车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量m=1.0kg的小物块(可视为质点)紧靠弹簧,小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5.整个装置处于静止状态.现将弹簧解除锁定,小物块被弹出,恰能到达圆弧轨道的最高点A.不考虑小物块与轻弹簧碰撞时的能量损失,不计空气阻力,取g=10m/s2.求:
(1)解除锁定前弹簧的弹性势能;
(2)小物块第二次经过O′点时的速度大小;
(3)小物块与车最终相对静止时距O′点的距离
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如图所示,光滑水平面上有一质量M=4.0kg的平板车,车的上表面右侧是一段长L=1.0m的水平轨道,水平轨道左侧是一半径R=0.25m的1/4光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O′点相切.车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量m=1.0kg的小物块(可视为质点)紧靠弹簧,小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5.整个装置处于静止状态.现将弹簧解除锁定,小物块被弹出,恰能到达圆弧轨道的最高点A.不考虑小物块与轻弹簧碰撞时的能量损失,不计空气阻力,取g=10m/s2.求:
(1)解除锁定前弹簧的弹性势能;
(2)小物块第二次经过O′点时的速度大小;
(3)小物块与车最终相对静止时距O′点的距离
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如图所示,光滑水平面上有一质量M=4.0kg的平板车,车的上表面右侧是一段长L=1.0m的水平轨道,水平轨道左侧是一半径R=0.25m的1/4光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O′点相切.车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量m=1.0kg的小物块(可视为质点)紧靠弹簧,小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5.整个装置处于静止状态.现将弹簧解除锁定,小物块被弹出,恰能到达圆弧轨道的最高点A.不考虑小物块与轻弹簧碰撞时的能量损失,不计空气阻力,取g=10m/s2.求:
(1)解除锁定前弹簧的弹性势能;
(2)小物块第二次经过O′点时的速度大小;
(3)小物块与车最终相对静止时距O′点的距离
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