精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,物体A与斜面之间的动摩擦因数为μ=
3
4
,轻弹簧下端固定在斜面底端,弹簧处于原长时上端位于C点,用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B,滑轮右侧绳子与斜面平行,A的质量为2m,B的质量为m,初始时物体A到C点的距离为L,现给A、B一初速度v0=
gL
,使A开始沿斜面向下运动,B向上运动,物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点,已知重力加速度为g,不计空气阻力,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态且B不会碰到滑轮,求此过程中;
(1)物体A向下运动刚到C点时的速度;
(2)弹簧最大压缩量;
(3)弹簧被压缩时的最大弹性势能.
分析:(1)A、B系统动能的减小量与系统重力势能的减小量等于摩擦产生的热量,根据能量守恒定律求出物体A向下运动刚到C点时的速度.
(2)对物体A接触弹簧将弹簧压缩到最短后又恰回到C点研究,对系统运用动能定理求出弹簧的最大压缩量.
(3)对弹簧从压缩到最短到恰好能弹到C点的过程中,运用能量守恒定律求出弹簧压缩时最大的弹性势能.
解答:解:(1)A和斜面间的滑动摩擦力f=2μmgcosθ.物体从A向下运动到C点的过程中,根据能量关系有:
2mgLsinθ+
1
2
?3mv02
=
1
2
?3mv2+mgL+fL

解得v=
v02-
2
3
μgL
3
=
1
2
gL

(2)从物体A接触弹簧将弹簧压缩到最短后又恰回到C点,对系统应用动能定理.
f?2x=0-
1
2
×3mv2

x=
3
v02
4μg
-
L
2
=
1
2
L
.
(3)弹簧从压缩到最短到恰好能弹到C点的过程中,对系统根据能量关系有:Ep+mgx=2mgxsinθ+fx
因为mgx=2mgxsinθ.
所以EP=fx=
3
8
mgL
.
答:(1)物体A向下运动刚到C点时的速度为
gL
2
.
(2)弹簧最大压缩量为
L
2
.
(3)弹簧被压缩时的最大弹性势能为
3
8
mgL
.
点评:本题综合考查了动能定理、能量守恒定律,综合性较强,对学生的要求较高,要加强这类题型的训练.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,固定斜面的倾角为30°,现用平行于斜面的力F拉着质量为m的物体沿斜面向上运动,物体的加速度大小为a,若该物体放在斜面上沿斜面下滑时的加速度大小也为a,则力F的大小是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,固定在水平地面的倾角为θ斜面上,有一个竖直的挡板,质量为m的光滑圆柱处于静止状态.求:
(1)圆柱对竖直挡板的压力
(2)计算将挡板撤去后,圆柱在斜面上运动的加速度大小.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,固定斜面的倾角为θ=37°,物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.25,物体受到平行于斜面的力F作用静止开始运动,力F随时间t变化规律如图(以平行于斜面向上为正方向),前4s内物体运动的最大加速度大小为
 
m/s2,前4s内物体的位移大小为
 
m.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2013届安徽省高二文理科分科考试物理试卷(解析版) 题型:选择题

如图所示,固定斜面的倾角为30°,现用平行于斜面的力F拉着质量为m的物体沿斜面向上运动,物体的加速度大小为a,若该物体放在斜面上沿斜面下滑时的加速度大小也为a,则力F的大小是(  )

A.mg       B.mg         C.mg       D.mg

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:解答题

如图所示,固定在水平地面的倾角为θ斜面上,有一个竖直的挡板,质量为m的光滑圆柱处于静止状态.求:
(1)圆柱对竖直挡板的压力
(2)计算将挡板撤去后,圆柱在斜面上运动的加速度大小.

查看答案和解析>>

同步练习册答案