(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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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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如图所示,质量为m=2kg的物块A(可视为质点)放在倾角的光滑斜面体上,斜面固定在水平桌面上,进度系数为k=200N/m的轻弹簧一端连接在斜面底端的固定挡板C上,另一端连接在物块A上,绕过斜面顶端定滑轮的不可伸长的轻绳一端连接在物块A上,另一端吊着质量也为m的物体B,物块A与滑轮间的轻绳与斜面平行,物块A静止时刚好处在斜面的正中间。已知斜面长为L=2.5m,重力加速度g取10m/s2。
(1)若剪断轻弹簧,物块A 到斜面顶端时,物块B还未落地,求物块A运动到斜面顶端要用多长时间;
(2)若剪断轻绳,求物块A向下运动的最大速度。
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如图所示,光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P,质量分别为和的小物块A和B(可视为质点)分别带有和的电荷量,两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过定滑轮,一端与物块B 连接,另一端连接轻质小钩。整个装置处于正交的场强大小为E、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小为B 、方向水平向里的匀强磁场中。物块A,B 开始时均静止,已知弹簧的劲度系数为K,不计一切摩擦及AB间的库仑力,物块A、B所带的电荷量不变,B不会碰到滑轮,物块A、B均不离开水平桌面。若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可使物块A对挡板P的压力为零,但不会离开P,则
(1)求物块C下落的最大距离;
(2)求小物块C下落到最低点的过程中,小物块B的电势能的变化量、弹簧的弹性势能变化量;
(3)若C的质量改为2M,求小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小以及此时小物块B对水平桌面的压力.
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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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如图17所示,光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P,质量分别为mA和mB的小物块A和B(可视为质点)分别带有+QA和+QB的电荷量,两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过定滑轮,一端与物块B连接,另一端连接轻质小钩。整个装置处于正交的场强大小为E、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场中。物块A,B开始时均静止,已知弹簧的劲度系数为K,不计一切摩擦及AB间的库仑力,在运动过程中物块A、B所带的电荷量不变,物块B不会碰到滑轮,物块A、B均不离开水平桌面。若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可恰使物块A对挡板P的压力为零,但不会离开P,则
(1)求物块C下落的最大距离;
(2)求小物块C下落到最低点的过程中,小物块B的电势能的变化量、弹簧的弹性势能变化量;
(3)若C的质量改为2M,求小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小以及此时小物块B对水平桌面的压力。
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如图所示,光滑绝缘水平桌面上固定一绝缘挡板P,质量分别为mA和mB的小物块A和B(可视为质点)分别带有+QA和+QB,的电荷量,两物块由绝缘的轻弹簧相连,一不可伸长的轻绳跨过定滑轮,一端与物块B连接,另一端连接轻质小钩。整个装置处于正交的场强大小为E、方向水平向左的匀强电场和磁感应强度大小为B、方向水平向里的匀强磁场中。物块A、B开始时均静止,已知弹簧的劲度系数为K,不计一切摩擦及AB间的库仑力,物块A、B所带的电荷量不变,B不会碰到滑轮,物块A、 B均不离开水平桌面。若在小钩上挂一质量为M的物块C并由静止释放,可使物块A对挡板P的压力为零,但不会离开P,则
(1)求物块C下落的最大距离;
(2)求小物块C从开始下落到最低点的过程中,小物块B的电势能的变化量,以及弹簧的弹性势能变化量:
(3)若C的质量改为2M,求小物块A刚离开挡板P时小物块B的速度大小,以及此时小物块B对水平桌面的压力。
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