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如图,在高h1=30m的光滑水平平台上,质量m=lkg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住,储存了一定量的弹性势能Ep,若打开锁扣K,物块将以一定的水平速度v1向右滑下平台,做平抛运动,并恰好能从光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道,B点的高度h2=5m,圆弧轨道的圆心O与平台等高,轨道最低点C的切线水平,并与地面上长为L=70m的水平粗糙轨道CD平滑连接;小物块沿轨道BCD运动与右边墙壁发生碰撞.g=l0m/s2.求:
(1)小物块由A到B的运动时间
(2)小物块原来压缩弹簧时储存的弹性势能EP的大小
(3)若小物块与墙壁只发生一次碰撞,碰后速度等大反向,反向运动过程中没有冲出B点,最后停在轨道CD上的某点p(p点没画出).设小物块与轨道CD之间的动摩擦因数为μ,求μ的取值范围.
【答案】分析:读完题目首先要清楚物块的运动过程,A到B的过程为平抛运动,已知高度运用平抛运动的规律求出时间.
知道运动过程中能量的转化,弹簧的弹性势能转化给物块的动能.
从A点到最后停在轨道CD上的某点p,物块的动能和重力势能转化给摩擦力做功产生的内能.
根据能量守恒列出能量等式解决问题.由于p点的位置不确定,要考虑物块可能的滑过的路程.
解答:解:(1)由于h1=30m,h2=15m,
从A运动到B的时间为t,由于做平抛运动则
h1-h2=gt2 .       
解得t=s.
(2)由于R=H1,H2=15m,所以∠BOC=60°
设物块平抛到B点的水平初速度为v1,将B点速度分解可得:
=tan60°
解得:v1=10m/s.
根据能量守恒,弹簧的弹性势能转化给物块的动能.
得:Ep=mv12=50J.
(3)设小物块在水平轨道上通过的路程为s,由能量守恒有:
从A点到最后停在轨道CD上的某点p,物块的动能和重力势能转化给摩擦力做功产生的内能.
mgh1+mv12=μmgs
根据题意,路程的最大值是smax=3L 
路程的最小值是smin=L           
路程的最大时,动摩擦因数最小,路程的最小时,动摩擦因数最大,即
mgh1+mv12minmgsmax
mgh1+mv12maxmgsmin
解得:μmax=,μmin=
则:<μ≤
答:(1)小物块由A到B的运动时间是s.
(2)小物块原来压缩弹簧时储存的弹性势能EP的大小是50J.
(3)μ的取值范围:<μ≤
点评:做物理问题应该先清楚研究对象的运动过程,根据运动性质利用物理规律解决问题.
关于能量守恒的应用,要清楚物体运动过程中能量的转化.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,物体从高AE=h1=2m、倾角 α=37° 的坡顶由静止开始下滑,到坡底后又经过BC=20m一段水平距离,再沿另一倾角 β=30° 的斜坡向上滑动到D处静止,DF=h2=1.75m.设物体与各段表面的动摩擦因数都相同,且不计物体在转折点B、C处的能量损失,求动摩擦因数.(取sin 37°=
3
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,cos 37°=
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(1)如图1为实验室中验证动量守恒实验装置示意图
①因为下落高度相同的平抛小球(不计空气阻力)的
飞行时间
飞行时间
相同,所以我们在“碰撞中的动量守恒”实验中可以用
飞行时间
飞行时间
作为时间单位,那么,平抛小球的
水平位移
水平位移
在数值上等于小球平抛的初速度
②入射小球在斜槽上释放点的高低对实验影响的下列说法中,正确的是
C
C

A、释放点越低,小球受阻力小,入射小球速度小,误差小
B、释放点越低,两球碰后水平位移小,水平位移测量的相对误差越小,两球速度的测量越准确
C、释放点越高,两球相碰时相互作用的内力越大,碰撞前后系统的动量之差越小,误差越小
D、释放点越高,入射小球对被碰小球的作用越小,误差越小
③为完成此实验,以下所提供的测量工具中必需的是
AC
AC
.(填下列对应的字母)
A、直尺     B、游标卡尺       C、天平      D、弹簧秤       E、秒表
④设入射小球的质量为m1,被碰小球的质量为m2,P为碰前入射小球落点的平均位置,则关系式(用m1、m2及图中字母表示)
m1
.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON
m1
.
OP
=m1
.
OM
+m2
.
ON
成立,即表示碰撞中动量守恒.
⑤在实验装置中,若斜槽轨道是光滑的,则可以利用此装置验证小球在斜槽上下滑过程中机械能守恒,这时需要测量的物理量有:小球释放初位置到斜槽末端的高度差h1;小球从斜槽末端做平抛运动的水平位移s、竖直高度h2,则所需验证的关系式为:
s2=4h1h2
s2=4h1h2

(2)一位同学设计了用打点计时器测量木块与长木板间的动摩擦因数的实验,实验装置如图2所示:
长木板处于水平,装砂的小桶(砂量可调整)通过细线绕过定滑轮与木块相连接,细线长大于桌面的高度,用手突然推动木块后,木块拖动纸带(图中未画出纸带和打点计时器)沿水平木板运动,小桶与地面接触之后,木块在木板上继续运动一段距离而停下.在木块运动起来后,打开电源开关,打点计时器在纸带上打下一系列的点,选出其中的一条纸带,图中给出了纸带上前后两部记录的打点的情况.
纸带上1、2、3、4、5各计数点到0的距离如下表所示:
纸带上1-5读数点到0点的距离   单位:cm
1 2 3 4 5
前一部分 4.8 9.6 14.4 19.2 24.0
后一部分 2.04 4.56 7.56 11.04 15.00
由这条纸带提供的数据,可知
①木块与长木板间的动摩擦因数μ=
0.3
0.3

②若纸带上从第一个点到最后一个点的距离是49.2cm,则纸带上这两个点之间应有
实际打点数为30个
实际打点数为30个
个点.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,物体从高AE=h1=2m、倾角 α=37° 的坡顶由静止开始下滑,到坡底后又经过BC=20m一段水平距离,再沿另一倾角 β=30° 的斜坡向上滑动到D处静止,DF=h2=1.75m.设物体与各段表面的动摩擦因数都相同,且不计物体在转折点B、C处的能量损失,求动摩擦因数.(取sin 37°=
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,cos 37°=
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科目:高中物理 来源: 题型:

(08年西南师大附中月考)(19分) 跳水是一项优美的水上运动,图甲是2008年北京奥运会跳水比赛中小将陈若琳和王鑫在跳台上腾空而起的英姿.其中陈若琳的体重m约为30 kg,身高h约为1.40m,她站在离水面h1=10m高的跳台上,重心离跳台面的高度h2约为0.80m,竖直向上跃起后重心升高h3=0.45m达到最高点,入水时身体竖直,当手触及水面时伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,如图乙所示,这时陈若琳的重心离水面的高度h4约为0.80m.设运动员在入水及在水中下沉过程中受到的水的作用力大小不变.空气阻力可忽略不计,重力加速度g取10m/s2.(结果保留2位有效数字)

(1)求陈若琳从离开跳台到手触及水面的过程中可用于完成一系列动作的时间;

(2)若陈若琳入水后重心下沉到离水面高度h5约2.2m处速度变为零,试估算水对陈若琳的阻力的大小。

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科目:高中物理 来源:2011-2012学年河北省邯郸市馆陶一中高一(下)第三次月考物理试卷(解析版) 题型:解答题

如图所示,物体从高AE=h1=2m、倾角 α=37° 的坡顶由静止开始下滑,到坡底后又经过BC=20m一段水平距离,再沿另一倾角 β=30° 的斜坡向上滑动到D处静止,DF=h2=1.75m.设物体与各段表面的动摩擦因数都相同,且不计物体在转折点B、C处的能量损失,求动摩擦因数.(取sin 37°=,cos 37°=

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