如图所示.质量为m=1kg的长方体金属滑块夹在竖直挡板M.N之间.M.N与金属滑块间动摩擦因数均为μ=0.2.金属滑块与一劲度系数为k=200N/m的轻弹簧相连接.轻弹簧下端固定.挡板M固定不动.挡板N与一智能调节装置相连接(调整挡板与滑块间的压力)．起初.滑块静止.挡板与滑块间的压力为0.现有一质量也为m的物体从距滑块L=20cm处自由落下 题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

17．如图所示，质量为m=1kg的长方体金属滑块夹在竖直挡板M、N之间，M、N与金属滑块间动摩擦因数均为μ=0.2，金属滑块与一劲度系数为k=200N/m的轻弹簧相连接，轻弹簧下端固定，挡板M固定不动，挡板N与一智能调节装置相连接（调整挡板与滑块间的压力）．起初，滑块静止，挡板与滑块间的压力为0，现有一质量也为m的物体从距滑块L=20cm处自由落下，与滑块瞬间完成碰撞后粘在一起向下运动．为保证滑块下滑过程中做匀减速运动，且下移距离为l=10cm时速度减为0，挡板对滑块的压力须随滑块下移而变化．不计空气阻力，弹簧始终在弹性限度内，g取10m/s2．求：
（1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能；
（2）当滑块下移距离为d=5cm时挡板对滑块压力的大小；
（3）已知弹簧的弹性势能的表达式为Ep=12kx2（式中k为弹簧劲度系数，x为弹簧的伸长或压缩量）．求滑块速度减为零的过程中，挡板对滑块的摩擦力所做的功．

分析 （1）先根据机械能守恒定律求出物体下落的末速度．对于碰撞过程，运用动量守恒定律求得碰后物体与滑块的共同速度，系统损失的机械能等于碰撞前后动能之差．
（2）碰撞后滑块下滑过程中做匀减速运动，已知初速度、末速度和位移，由运动学公式求得加速度．由胡克定律求出弹簧的弹力，再由牛顿第二定律求挡板对滑块的支持力的压力．
（3）根据功能关系求挡板对滑块的摩擦力所做的功．

解答 解：（1）据题 L=20cm=0.2m
设物体下落的末速度为v0．由机械能守恒定律得：
mgL=12mv20
设碰后物体与滑块的共同速度为v1．取竖直向下为正方向，由动量守恒定律得：
2mv1=mv0．
根据能量守恒定律得下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能为：
△E=12mv20-12×2mv12；
联立解得：△E=1J
（2）据题 l=10cm=0.1m
碰撞后滑块下滑过程中做匀减速运动，由运动学公式得：
0-v21=-2al
滑块静止时有：mg=F0=k△x1．
当滑块下移距离为d=5cm=0.05m时弹簧的弹力为：F=k（△x1+d）
由整体，分析受力如下图所示，由牛顿第二定律得：F+2Ff-2mg=2ma

又 Ff=μFN．
解得：FN=25N
（3）由功能关系可得：
12k△x22-12k△x21-12（2m）v21=2mgl+W．
其中△x2=△x1+d
解得挡板对滑块的摩擦力所做的功为：W=-1J
答：（1）下落物体与滑块碰撞过程中系统损失的机械能是1J；
（2）当滑块下移距离为d=5cm时挡板对滑块压力的大小是25N；
（3）滑块速度减为零的过程中，挡板对滑块的摩擦力所做的功是-1J．

点评 本题要求同学们能正确分析物体的运动情况，把握每个过程遵守的物理规律，还要知道各个过程之间的联系，如速度关系．

练习册系列答案

相关习题

科目：高中物理来源：题型：实验题

17．如图所示是研究电磁感应现象的实验仪器，虚线框内给出了原副线圈导线的绕法，实验前已查明电流表中电流从左接线柱流入时指针向左偏．
（a）用笔画线代替导线在答卷对应的图上连接好实验电路．
（b）若实验中原线圈插入副线圈后，开关S闭合的瞬间，观察到电流表指针向左偏，试在电路连接图中标出电源的正、负极．
（c）若将原线圈拔出，则拔出时电流表指针向右偏．

查看答案和解析>>

科目：高中物理来源：题型：选择题

8．如图所示，两根足够长的固定平行金属光滑导轨位于同一水平面，导轨上横放着两根相同的导体棒ab、cd与导轨构成矩形回路．导体棒的两端连接着处于压缩状态的两根轻质弹簧，两棒的中间用细线绑住，它们的电阻均为R，回路上其余部分的电阻不计．在导轨平面内两导轨间有一竖直向下的匀强磁场．开始时，导体棒处于静止状态．剪断细线后，导体棒在运动过程中（　　）

查看答案和解析>>

科目：高中物理来源：题型：计算题

5．如图所示，在直角坐标系的第一、二象限中存在沿y轴负方向的匀强电场，电场强度大小为E，在第三、四象限中存在着宽度未知的垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x轴是其上边界，下边界与x轴平行的虚线PQ，一质量为m，带电量为+q的粒子（不计重力），从y轴上（0，y0）位置以初速度v0沿x轴正方向射入匀强电场．
（1）求粒子第一次进入磁场时速度的大小；
（2）若要使从y轴上（0，y0）位置以大小不同的初速度沿x轴正方向射入电场的粒子都能经磁场返回电场，求磁场的最小宽度．

查看答案和解析>>

科目：高中物理来源：题型：计算题

12．如图，直角坐标系xOy区域内存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度B=√3T．现有一带负电的粒子，电荷量q=1×10-6C，质量m=5×10-12kg，以v=1×106m/s的速度先后经过P（1，5）、Q（5，2）两点，粒子重力不计，求：
（1）粒子做圆周运动的半径R；
（2）粒子从P运动到Q所用的时间t．

查看答案和解析>>

科目：高中物理来源：题型：计算题

9．如图所示，把一个m=2kg的小球用细线悬挂起来，就成为一个摆，摆长为L=1m，用力将小球拉离最低点，至最大偏角为θ=53°时让小球自由摆动．如果阻力可以忽略：（g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）
（1）小球运动到最低点时的速度是多大？
（2）摆至最低点时，细线的拉力多大？
（3）摆至最低点B时，小球重力的瞬时功率是多大？

查看答案和解析>>

科目：高中物理来源：题型：选择题

6．2017年的春天比往年来得早些，在2月3日立春，很罕见，上一次发生在1897年，距今120年．图示为某地盛开的迎春花，若某小段时间内，该花枝绕O点小幅逆时针转动（转动过程中花枝的形状不变），则：（　　）

查看答案和解析>>

科目：高中物理来源：题型：计算题

7．均匀导线制成的单匝正方形闭合线框abcd，每边长为L，总电阻为R，总质量为m．将其置于磁感应强度为B的水平匀强磁场上方h处，如图所示．线框由静止自由下落，线框平面保持在竖直平面内，且cd边始终与水平的磁场边界平行．当cd边刚进入磁场时：
（1）求线框的速度；
（2）求cd两点间的电势差大小；
（3）求线框所受安培力的大小及方向．

查看答案和解析>>

相关知识

一种室内园林绿化用花卉栽植装置的制作方法
生活污水浇花设备
园林绿化花带自动修剪装置的制作方法
一种智能可控矩阵水培穴盘育苗系统
立体花坛浇灌设备.pdf
一种用于花卉蔬菜种子的风筛装置的制作方法
一种花卉自动灌溉装置的制作方法
一种园林景观施工用喷药车
一种根据土壤湿度启动的自动浇花装置的制作方法
一种耐磨抗压效果好的柔性扁平线专利

网址: 如图所示.质量为m=1kg的长方体金属滑块夹在竖直挡板M.N之间.M.N与金属滑块间动摩擦因数均为μ=0.2.金属滑块与一劲度系数为k=200N/m的轻弹簧相连接.轻弹簧下端固定.挡板M固定不动.挡板N与一智能调节装置相连接(调整挡板与滑块间的压力)．起初.滑块静止.挡板与滑块间的压力为0.现有一质量也为m的物体从距滑块L=20cm处自由落下 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—— https://www.huajiangbk.com/newsview593784.html