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1. 如图所示为竖直放置的轻质弹簧,下端固定在地面上,上端与物块甲连接。初始时物块甲静止在b点。现有质量为2m的物块乙从距物块甲上方h 处由静止释放,乙与甲相碰,碰撞时间极短,碰后立即一起向下运动但不粘连,此时甲、乙两物块的总动能为
, 向下运动到c点时总动能最大为mgh,继续向下运动到最低点d(未标出)。整个过程中弹簧始终在弹性限度内且处于竖直状态,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.
物块甲与物块乙的质量比为3:2
B.
乙弹起后将在弹簧原长位置离开甲
C.
碰后由b到c 过程中弹簧增加的弹性势能大小为mgh
D.
碰后由b到c 过程中弹簧增加的弹性势能大小为
【考点】
机械能守恒定律; 碰撞模型;
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多选题
困难
基础巩固
能力提升
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拓展培优
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1. 如图所示,小滑块A以初速度v
0
滑上静止在光滑水平面上的滑板B的左端,经过一段时间滑出B的右端。现把滑板B固定于水平面上,小滑块A以初速度v
0
滑上静止在光滑水平面上的滑板B的左端,经过一段时间也滑出B的右端,则( )
A.
第一种情况小滑块A克服摩擦力做的功较多
B.
两种情况小滑块A克服摩擦力做的功一样多
C.
第一种情况系统产生的内能较多
D.
两种情况系统产生的内能一样多
多选题
容易
2. 如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在小球接触弹簧到将弹簧压缩到最短的整个过程中,下列叙述中正确的是:( )
A.
系统机械能守恒
B.
小球动能先增大后减小
C.
动能和弹性势能之和总保持不变
D.
重力势能、弹性势能和动能之和保持不变
多选题
容易
3. 如图所示,一轻质弹簧下端固定于倾角为θ=53°的光滑斜面底端,上端连接物块Q。一轻绳跨过定滑轮O,一端与物块Q连接,另一端与套在光滑竖直杆上的物块P连接,定滑轮到竖直杆的距离为d=0.3m。初始时在竖直向下的外力F=32N作用下,物块P在A点静止不动,A点到与定滑轮O等高的B点的距离为h=0.4m,并测得弹簧伸长量为x
1
=0.1m,轻绳与斜面平行。已知物块P质量为m
1
=0.8kg,物块Q质量为m
2
=5kg,不计定滑轮大小及摩擦,g=10m/s
2
, sin53°=0.8.现立即撤去外力F,则下列说法正确的是( )
A.
该弹簧的劲度系数为200N/m
B.
物块P从A位置上升至B位置时物块Q的速度方向沿斜面向下
C.
物块P从A位置上升至B位置过程中先加速后减速
D.
物块P从A位置上升至B位置过程中,轻绳拉力对其所做的功为8J
多选题
容易
1. 如图所示,质量均为m的小球A、B用一根长为l的轻杆相连,竖直放置在光滑水平地面上,质量也为m的小球C挨着小球B放置在地面上。扰动轻杆使小球A向左倾倒,小球B、C在同一竖直面内向右运动。当杆与地面有一定夹角时小球B和C分离,已知C球的最大速度为v,小球A落地后不反弹,重力加速度为g。则( )
A.
球B、C分离前,A、B和C三球组成的系统动量守恒
B.
球B、C分离时,球B对地面的压力大小为mg
C.
从开始到A球落地的过程中,杆对球B做的功为
D.
小球A落地时的动能为
多选题
普通
2. 如图所示,水平面光滑,轻弹簧的一端固定,质量为m的小滑块A停靠在轻弹簧的另一端但不连接,另一个质量也为m的小滑块B以速度v向右运动,与A发生碰撞并粘在一起向右运动,并压缩弹簧,弹簧始终在弹性限度范围内,则( )
A.
从A、B刚开始碰撞到弹簧最短的过程中,A、B和弹簧组成的系统机械能不守恒
B.
两个小滑块碰后瞬间的速度大小为
C.
弹簧最大的弹性势能为
D.
若最初两个小滑块发生的是弹性碰撞,则在之后的运动中,两个小滑块可能再碰撞两次
多选题
普通
3. 如图所示,不悬挂重物B,给物块A一个沿斜面向下的初速度,A恰好能做匀速直线运动,悬挂重物后,牵引物块A的细线与斜面平行,轻质定滑轮光滑,由静止释放A,在A下滑过程中(B始终未着地),下列说法正确的是( )
A.
A、B组成的系统机械能守恒
B.
重物B重力做功大于B的动能增量
C.
B的重力势能减少量等于A、B动能的增量
D.
细线对A做的功等于A的机械能增量
多选题
普通
1. 某同学为参加学校举行的遥控赛车比赛,利用如图所示装置练习遥控技术。水平直轨道
与半径
的光滑竖直圆轨道在
点相切,
间的距离
且对赛车的阻力恒为
段光滑。水平地面距水平直轨道的竖直高度
。该同学遥控质量
的赛车以额定功率
从
点出发,沿水平直轨道运动到
点时立刻关闭遥控器,赛车由
点进入圆轨道,离开圆轨道后沿水平直轨道运动到
点,并与质量
的滑块发生正碰,碰撞时间极短,碰撞后赛车恰好能通过圆轨道,而滑块落在水平地面上
点,
间的水平距离
。赛车和滑块均可视为质点,不计空气阻力,
取
。求:
(1)碰撞后滑块速度
的大小;
(2)碰撞前瞬间赛车速度
的大小;
(3)此过程中该同学遥控赛车的时间。
解答题
普通
2. 如图所示,水平面上放一足够长的木板,木板左侧固定一轻弹簧并与物块的左侧连接,控制木板和物块均静止并使弹簧处于压缩状态,不计各表面摩擦。现同时释放木板和物块,则( )
A.
弹簧恢复原长时物块动量最大
B.
弹簧伸长最长时木板动能最大
C.
木板与物块最终一起向左运动
D.
木板、物块、弹簧组成的系统机械能变大
单选题
普通
3. 如图所示,一长木板放置在水平地面上,一根轻弹簧右端固定在长木板上,左端连接一个质量为m的小物块,小物块可以在木板上无摩擦滑动。现在用手固定长木板,把小物块向左移动,弹簧的形变量为x
1
;然后,同时释放小物块和木板,木板在水平地面上滑动,小物块在木板上滑动;经过一段时间后,长木板达到静止状态,小物块在长木板上继续往复运动。长木板静止后,弹簧的最大形变量为x
2
。已知地面对长木板的滑动摩擦力大小为f。当弹簧的形变量为x时,弹性势能
, 式中k为弹簧的劲度系数。由上述信息可以判断( )
A.
整个过程中小物块的速度可以达到
B.
整个过程中木板在地面上运动的路程为
C.
长木板静止后,木板所受的静摩擦力的大小不变
D.
若将长木板改放在光滑地面上,重复上述操作,则运动过程中物块和木板的速度方向可能相同
单选题
普通
1. 如图所示,“L”形长木板放在光滑的水平地面上,长木板上表面由水平面和半径为R的光滑圆弧面组成,圆弧面和水平面在B点相切,质量为m的物块放在长木板上,用细线将物块与挡板连接,轻质压缩弹簧放在挡板和物块间,物块处在长木板上的A点,A、B间的距离为R,若锁定长木板,当剪断细线后,物块沿长木板表面滑动,并刚好能到达C点,长木板和挡板的总质量为3m,物块和长木板水平部分的动摩擦因数为0.5,不计物块的大小,弹簧开始的压缩量小于R,重力加速度为g,求:
(1)
弹簧开始被压缩时具有的弹性势能
;
(2)
若先解除对长木板的锁定,当剪断细线后,求物块第一次到达B点时的速度大小;
(3)
在(2)的基础上,当物块到达C点时,求长木板运动的距离。
解答题
困难
2. 如图所示,足够长的光滑水平地面上,有A、B两个质量分别为
、
的小滑块(均可视为质点),A滑块的左右两侧各连接着一个相同的轻质弹簧,A滑块的左侧有一竖直墙面。初始时刻B滑块静止,A滑块获得水平向右的初速度
。以下碰撞过程,弹簧均在弹性限度内。
(1)
若
,
,
, 求A滑块右侧弹簧的最大弹性势能
(2)
若
,
, A滑块左侧弹簧只与墙碰撞一次且右侧弹簧只与B滑块碰撞一次,求
的取值范围;
(3)
若
,
, B滑块右侧有一个小滑块C(可视为质点,质量未知),B、C滑块的碰撞是弹性碰撞。B滑块与弹簧分离的瞬间,给C滑块一个水平向右的瞬时初速度
, 此时B、C滑块的距离
, 经过时间t,B、C滑块的距离第一次为
, 求t。
解答题
困难
3. 如图所示,在高
的光滑水平平台上,物块P以初速度
水平向右运动,与静止在水平平台上的物块Q发生碰撞(物块P、Q均可视为质点),
, 碰撞后物块P静止,物块Q以一定的水平速度向右滑离平台,并恰好沿光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道,B点的高度
, 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,物块Q沿轨道BCD运动与右边墙壁发生碰撞。不计空气阻力,g取10
。求:
(1)
物块Q由A运动到B的时间;
(2)
物块P初速度
的大小;
(3)
物块Q经过圆弧C点时对轨道的压力;
(4)
若物块Q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M(M点未画出)。设物块Q与轨道CD之间的动摩擦因数为
, 求
的取值范围。
解答题
困难