如图甲所示.光滑的水平地面上固定一长为L＝1.7 m的长木板C.板的左端有两个可视为质点的物块A和B.其间夹有一根长为1.0 m的轻弹簧.弹簧没有形变.且与物块不相连．已知mA＝mC＝20 kg.mB＝40 kg.A与木板C.B与木板C的动摩擦因数分别为μA＝0.50和μB＝0.25．假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．现用水平力F作用于A.让F从� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图甲所示，光滑的水平地面上固定一长为L＝1.7 m的长木板C，板的左端有两个可视为质点的物块A和B，其间夹有一根长为1.0 m的轻弹簧，弹簧没有形变，且与物块不相连．已知m_A＝m_C＝20 kg，m_B＝40 kg，A与木板C、B与木板C的动摩擦因数分别为μ_A＝0.50和μ_B＝0.25．假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等．现用水平力F作用于A，让F从零开始逐渐增大，并使B缓慢地向右移动0.5 m，使弹簧储存了弹性势能E₀．问：

(1)若弹簧的劲度系数为k＝200 N/m，以作用力F为纵坐标，物块A移动的距离为横坐标，试通过定量计算在图乙的坐标系中画出推力F随物块A位移的变化图线．

(2)求出弹簧储存的弹性势能E₀的大小．

(3)当物块B缓慢地向右移动了0.5 m后，保持A、B两物块间距不变，将其间夹有的弹簧更换，使得压缩量相同的新弹簧储存的弹性势能为12E₀，之后同时释放三物体A、B和C，已被压缩的轻弹簧将A、B向两边弹开，设弹开时A、B两物体的速度之比始终为2∶1．求哪一物块先被弹出木板C？最终C的速度是多大？

答案：
解析：

　　解：(1)A与C间的摩擦力为

　　　(1分)

　　B与C间的摩擦力为

　　　(1分)

　　推力F从零逐渐增大，当增大到100 N时，物块A开始向右移动压缩弹簧(此时B仍然保持静止)，设压缩量为x，则力　(1分)

　　当x＝0.5 m时，力，此时B将缓慢地向右移动．(1分)

　　B移动0.5 m后，B离开木板C的右端0.2 m，A离开木板C端0.1 m．(1分)

　　作出力F随A位移的变化图线如图所示．(2分)

　　(2)在物块B移动前，力F作用于物块A，压缩弹簧使弹簧储存了弹性势能E₀，物块A移动了s＝0.5 m，此后物块AB以相同的速度向右移动，弹簧储存的弹性势能不变．设物块A开始移动0.5 m的过程中，力F做功W，由能量守恒有

　　　①

　　(3)撤去力F之后，AB两物块给木板C的摩擦力的合力为零，故在物块AB滑离木板C之前，C仍静止不动．

　　由题可知，始终有　②　(1分)

　　当物块B在木板C上向右滑动了0.2 m，物块A则向左滑动了0.4 m，但A离木板C的左端还有d＝0.6 m．可见，物块B先滑离木板C．(1分)

　　并且两物体的相对位移Δs＝0.4 m＋0.2 m＝0.6 m＞0.5 m(弹簧的压缩量)，弹簧储存的弹性势能已全部释放，由能量守恒定律有

　　……　③(2分)

　　由①②③式求出物块B滑离木板C时A物块的速度为v_A＝4m/s　④　(1分)

　　对A：f＝m_Aa_A　a_A＝5　m/s²　对C：f＝m_ca_c　a_c＝5 m/s²

　　滑离C　s_A＝V_At－a_At²/2　s_c＝a_ct²/2

　　所以0.6＝V_At－a_At²/2－a_ct²/2　t＝0.2　v_c＝a_ct＝5×0.2＝1 m/s

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相关习题

科目：高中物理 来源： 题型：

（1）如图甲所示的演示实验中，A、B两球同时落地，说明

平抛运动在竖直方向上是自由落体运动

，某同学设计了如图乙所示的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平．把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板吻接，则将观察到的现象是

球1落到光滑水平板上并击中球2

，这说明

平抛运动在水平方向上是匀速直线运动

．

（2）某同学采用频闪照相的方法拍摄到图丙所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长代表2.5cm，则由图丙可求得拍摄时每隔

0.05

s曝光一次，该小球平抛的初速度大小为

1.0

m/s．

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科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

（1）为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表．以下探究方案符合控制变量法的是

．

序号	抛出点的高度（m）	水平初速度（m/s）	水平射程（m）
1	0.20	2.0	0.40
2	0.20	3.0	0.60
3	0.45	2.0	0.60
4	0.45	4.0	1.20
5	0.80	2.0	0.80
6	0.80	6.0	2.40

A．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据
B．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为1、3、5的实验数据
C．若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据
D．若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为2、4、6的实验数据

（2）三个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：
a．甲同学采用如图甲所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把球沿水平方向弹出，同时球被松开，自由下落，观察到两球同时落地．改变小锤打击的力度，即改变球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明

平抛运动的竖直分运动是自由落体运动

．
b．乙同学采用如图乙所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N，分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、O在轨道出口处的水平初速度V₀相等．现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度V₀同时分别从轨道M、N的下端射出．实验可观察到的现象是P、Q两球相碰．仅仅改变弧形轨道M的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明

平抛运动的水平分运动是匀速直线运动

．
c．丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片．图中每个小方格的边长为1.25cm，则该小球平抛的初速度大小为

0.71

m/s．（计算结果保留二位有效数字）

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科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

A（3-3模块）
（1）下列说法正确的是

BCD

A、布朗微粒做无规则运动的原因是由于它受到水分子有时吸引、有时排斥的结果
B、一定量0℃的水结成0℃的冰，内能一定减少
C、能量耗散是从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性；
D、如果附着层内分子分布比内部密，分子间的作用力为斥力，就会形成浸润现象
（2）在粗测油酸分子大小的实验中，具体操作如下：
①取油酸1.00mL注入250mL的容量瓶内，然后向瓶中加入酒精，直到液面达到250mL的刻度为止，摇动瓶使油酸在酒精中充分溶解，形成油酸的酒精溶液．
②用滴管吸取制得的溶液逐滴滴入量筒，记录滴入的滴数直到量筒达到1.00mL为止，恰好共滴了100滴．
③在水盘内注入蒸馏水，静置后滴管吸取油酸的酒精溶液，轻轻地向水面滴一滴溶液，酒精挥发后，油酸在水面上尽可能地散开，形成一油膜．
④测得此油膜面积为3.60×10²cm²．
这种粗测方法是将每个分子视为球形，让油酸尽可能地在水面上散开，则形成的油膜面积可视为

单分子油膜

，这层油膜的厚度可视为油分子的直径．利用数据可求得油酸分子的直径为

1.11×10^-9

m．
（3）如图甲所示，气缸内封闭一定质量的某种理想气体，活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡，已知活塞距缸口0.2m，活塞面积10cm²，大气压强1.0×10⁵Pa，物重50N，活塞质量及一切摩擦不计．缓慢升高环境温度，使活塞刚好升到缸口，封闭气体吸收了60J的热量．则封闭气体的压强将

不变

（填增加、减小或不变），气体内能变化量为

J．

B．选修3-4
（1）以下关于光的说法中正确的是：

ABC

A．光纤通信利用了光的全反射原理
B．无色肥皂液吹出的肥皂泡呈彩色是由于光照时发生了薄膜干涉
C．人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的衍射图样
D．麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在
（2）甲在接近光速的火车上看乙手中沿火车前进方向放置的尺子，同时乙在地面上看甲手中沿火车前进方向放置的尺子，则甲看到乙手中的尺子长度比乙看到自己手中的尺子长度

小

；乙看到甲手中的尺子长度比甲看到自己手中尺子长度

小

（填”大”或”小”）
（3）如图乙所示，实线是一列简谐横波在t₁=0时的波形图，虚线为t₂=0.5s时的波形图，已知0＜t₂-t₁＜T，t₁=0时x=2m处的质点A正向y轴正方向振动．
①质点A的振动周期为

s；
②波的传播方向是

向右

；
③波速大小为

m/s．
C．选修3-5
（1）如图丙为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是

A．最容易表现出衍射现象的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的
B．频率最小的光是由n=2跃迁到n=1能级产生的
C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能产生光电效应
（2）在下面的核反应方程中，符号“X”表示质子的是

A．

B+

He→

N+X B．

N+

He→

O+X
C．

Be+

He→

C+X D．

Mn+

H→

Cr+

n+X
（3）如图丁所示，木块B和C的质量分别为

M和M固定在轻质弹簧的两端，静止于光滑的水平面上．一质量为M/4的木块A以速度v水平向右与木块B对心碰撞，并粘在一起运动，求弹簧的最大弹性势能E_m．

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科目：高中物理 来源： 题型：

有位同学做了个小实验，他在杯中放了半杯水，找了一张普通的纸盖在杯口光滑平整的玻璃杯上，按住纸翻转杯子、松开手，他惊呆了：水居然不流下来，如图甲所示．已知玻璃杯粗细均匀，杯子内底部到杯沿的高度为12cm，杯中水的高度为6cm，大气压强为1.013×10⁵Pa．该同学在经过仔细观察后发现，翻转后，纸略往下凸，其平均下凸高度为0.35×10^-3m（见乙图），g取9.8m/s²．请你通过计算说明水不流下来的原因．

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科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

（2011?江苏模拟）[选做题]本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答．若三题都做，则按A、B两题评分．
A．（选修模块3-3）
（1）由以下数据能估算出水分子直径的是

A．水的质量、水的体积和阿伏加德罗常数
B．水的质量、水的密度和阿伏加德罗常数
C．水的摩尔质量和阿伏加德罗常数

D．水的摩尔体积和阿伏加德罗常数
（2）如图乙所示，用一根与绝热活塞相连的细线将绝热气缸悬挂在某一高度静止不动，气缸开口向上，内封闭一定质量的气体（分子间的相互作用力忽略不计），缸内活塞可以无摩擦移动且不漏气，现将细线剪断，让气缸自由下落，下列说法正确的是

A．气体压强减小，气体对外界做功
B．气体压强增大，外界对气体做功
C．气体体积增大，气体内能减小
D．气体体积减小，气体内能增大
（3）如图甲所示，一圆柱形绝热气缸竖直放置，通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体．活塞的质量为m，横截面积为S，此时活塞处于平衡状态，气体的温度为T₁．现通过电热丝缓慢加热气体，在气体吸收热量为Q的过程中，气体对活塞做功的大小为W．已知大气压强为p₀，重力加速度为g，不计活塞与气缸的摩擦．求：
①气体的压强；
②加热过程中气体的内能增加量；
B．（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是

．
A．激光比普通光源的相干性好
B．紫外线在水中的传播速度大于红外线在水中的传播速度
C．在光的衍射实验中，出现明条纹的地方光子到达的概率较大
D．接收电磁波时首先要进行调频
（2）一列沿x轴正方向传播的简谐横波，t=0时刻的波形如图中实线所示，t=0.2s时刻的波形如图丙中虚线所示，则：
A．质点P的运动方向向右
B．波的周期可能为0.27s
C．波的传播速度可能为630m/s
D．波的频率可能为1.25Hz
（3）如图丁所示，ABC为玻璃三棱镜的横截面，∠A=30°，∠B=60°，BC=3cm，一条平行于AC边的光线从O点垂直射向棱镜，OC=2cm，已知棱镜对光的折射率为n=1.5，试求光线在棱镜内传播的最短时间是多少？
C．（选修模块3-5）
（1）正电子（PET）发射计算机断层显像的基本原理是：将放射性同位素

O注入人体，参与人体的代谢过程．

O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET原理，回答下列问题：
①写出

O的衰变的方程式

O→

N+

O→

N+

．
②将放射性同位素

O注入人体，

O的主要用途

A．利用它的射线 B．作为示踪原子
C．参与人体的代谢过程 D．有氧呼吸
③PET中所选的放射性同位素的半衰期应

短

．（填“长”或“短”或“长短均可”）
（2）一辆小车在光滑水平面上以v₁=1m/s的速度向右运动，小车的质量为M=100kg，一质量为m=50kg的人从小车的右端迎面跳上小车，接触小车前的瞬间人的水平速度大小为v₂=5.6m/s．求人跳上小车后，人和小车的共同速度和人跳上小车的过程中人对小车做的功．

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