如图所示,把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球穿在沿水平x轴的光滑杆上,能够在杆上自由滑动。把小球沿x轴拉开一段距离,小球将做振幅为R的振动,O为振动的平衡位置。另一小球B在竖直平面内以O′为圆心,在电动机的带动下,沿顺时针方向做半为径R的匀速圆周运动。O与O′在同一竖直线上。用竖直向下的平行光照射小球B,适当调整B的转速,可以观察到,小球B在x方向上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。已知弹簧劲度系数为k,小球A的质量为m,弹簧的弹性势能表达式为,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的形变量。
a.请结合以上实验证明:小球A振动的周期。
b.简谐运动的一种定义是:如果质点的位移x与时间t的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。请根据这个定义并结合以上实验证明:小球A在弹簧作用下的振动是简谐运动,并写出用已知量表示的位移x与时间t关系的表达式。
高三物理解答题中等难度题
如图所示,把一个有孔的小球A装在轻质弹簧的一端,弹簧的另一端固定,小球穿在沿水平x轴的光滑杆上,能够在杆上自由滑动。把小球沿x轴拉开一段距离,小球将做振幅为R的振动,O为振动的平衡位置。另一小球B在竖直平面内以O′为圆心,在电动机的带动下,沿顺时针方向做半为径R的匀速圆周运动。O与O′在同一竖直线上。用竖直向下的平行光照射小球B,适当调整B的转速,可以观察到,小球B在x方向上的“影子”和小球A在任何瞬间都重合。已知弹簧劲度系数为k,小球A的质量为m,弹簧的弹性势能表达式为,其中k是弹簧的劲度系数,x是弹簧的形变量。
a.请结合以上实验证明:小球A振动的周期。
b.简谐运动的一种定义是:如果质点的位移x与时间t的关系遵从正弦函数的规律,即它的振动图像(x-t图像)是一条正弦曲线,这样的振动叫做简谐运动。请根据这个定义并结合以上实验证明:小球A在弹簧作用下的振动是简谐运动,并写出用已知量表示的位移x与时间t关系的表达式。
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,质量为m的小球穿在半径为R光滑的圆环上,可以沿圆环自由滑动,连接小球的轻质弹簧另一端固定在圆环的最高点。现将小球从圆环的水平直径右端B点静止释放,此时弹簧处于自然长度。当小球运动至圆环最低点C时速度为υ,此时小球与圆环之间没有弹力。运动过程中弹簧始终处在弹性限度内,则下面判断正确的是( )
A. 小球在B点的加速度大小为g,方向竖直向下
B. 该过程中小球的机械能守恒
C. 在C点弹簧的弹性势能等于
D. 该过程中小球重力做的功等于其动能的增量
高三物理多选题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在同一竖直平面内,一个轻质弹簧静止放于光滑斜面上,一端固定,另一端自由放置,且恰好与水平线AB齐平。一长为L的轻质细线一端固定在O点,另一端系一个质量为m的小球,将细线拉至水平,此时小球在位置C,由静止释放小球,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断, D点到AB的距离为h,之后小球恰好沿斜面方向将弹簧压缩,弹簧的最大压缩量为x.求:
1.细绳所能承受的最大拉力;
2.斜面的倾角θ;
3.弹簧所获得的最大弹性势能。
高三物理计算题困难题查看答案及解析
图示是“加速度计”的原理图.水平支架A、B固定在待测物体上,小球穿在A、B间的水平光滑金属杆上,将轻质弹簧一端固接于支架A上,另一端与小球相连,其下的滑动臂可在滑动变阻器上自由滑动.随着系统沿AB方向做变速运动,滑块在支架上相对AB中点发生位移,并通过电路转换为电信号从1、2两接线柱输出.已知小球的质量为m, 弹簧的劲度系数为k, 电源电动势为E, 内阻为R, 滑动变阻器总阻值R=4R, 有效总长度为L . 当待测系统静止时,滑动臂P位于滑动变阻器的中点,取A→B方向为正方向.
(1)请写出待测物体沿AB方向做变速运动的加速度a与1、2两接线柱间的输出电压U间的关系式.
(2)确定该“加速度计”能测量的最大值.
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,轻质弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,一个质量为m的小球从高h处开始自由下滑,则( )
A. 在以后的运动过程中,小球和弧形槽的动量始终守恒
B. 在下滑过程中小球和弧形槽之间的相互作用力始终不做功
C. 被弹簧反弹后,小球和弧形槽都做速率不变的直线运动
D. 被弹簧反弹后,小球和弧形槽的机械能守恒,小球能回到槽高h处
高三物理单选题中等难度题查看答案及解析
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
高三物理解答题中等难度题查看答案及解析
如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,另一自由端恰好与水平线AB平齐,静止放于倾角为53°的光滑斜面上.长为L=9 cm的轻质细绳一端固定在O点,另一端系一质量为m=1 kg的小球,将细绳拉至水平,使小球在位置C由静止释放,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断.之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩,弹簧的最大压缩量为x=5 cm.(g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)求:
(1)细绳受到的拉力的最大值;
(2)D点到水平线AB的高度h;
(3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep.
高三物理解答题简单题查看答案及解析
如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,另一自由端恰好与水平线AB平齐,静止放于倾角为53°的光滑斜面上.长为L=9 cm的轻质细绳一端固定在O点,另一端系一质量为m=1 kg的小球,将细绳拉至水平,使小球在位置C由静止释放,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断.之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩,弹簧的最大压缩量为x=5 cm.(g取10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)求:
(1)细绳受到的拉力的最大值;
(2)D点到水平线AB的高度h;
(3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep.
高三物理解答题简单题查看答案及解析