已知质量为的物体在受到的回复力作用下,将做简谐运动,其偏离平衡位置的位移与时间t的关系到遵循规律,其中,为比例系数,A为振幅。如图,一竖直光滑的足够长圆管,内有一劲度系数为k的轻质弹簧,弹簧下端固定于地面上,上端与一质量为m的圆盘a相连,圆盘a静止时所在位置为O。另一质量为2m的圆盘b从距O高度为的P点由静止开始下落,与a发生碰撞,瞬间粘在一起向下运动,运动的最低点为Q。两圆盘厚度不计,半径相同且略小于圆管半径。在运动过程中,弹簧形变始终在弹性限度内,且当形变量为时,弹性势能为。重力加速度为g,忽略一切阻力。求:
(1)整个运动过程系统损失的机械能;
(2)圆盘a、b碰后做简谐运动的振幅;
(3)从圆盘b开始下落到第一次运动至最低点Q所用的时间。
(1)整个运动过程系统损失的机械能;
(2)圆盘a、b碰后做简谐运动的振幅;
(3)从圆盘b开始下落到第一次运动至最低点Q所用的时间。
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更新时间:2021-05-15 08:02:33
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【推荐1】一足够长的木板紧靠右侧墙壁放置在光滑水平面上,在木板上有两个质量相等的小物块A、B(均可视为质点),木板和物块的质量均为,某时刻物块A、B之间安放的微量炸药发生爆炸,两物块瞬间分开,此时物块A的速度大小为。已知物块A、B与木板间的动摩擦因数分别为、,重力加速度取,对爆炸发生后到两物块均与木板相对静止的过程,求:
(1)墙壁对木板的冲量大小;
(2)物块和木板最终速度大小。
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【推荐2】如图所示,在倾角为30°的光滑斜面底部固定一轻质弹簧,将一质量为m的物块B静置于斜面上,平衡时,弹簧的压缩量为x0,O点为弹簧的原长位置。在距O点距离为2x0的斜面顶端P点有一质量也为m的物块A,现让A从静止开始沿斜面下滑,A与B相碰后立即粘在一起沿斜面向下运动,并恰好回到O点(A、B均视为质点)。试求:
(1)A、B相碰后瞬间的共同速度大小;
(2)A、B相碰前弹簧具有的弹性势能;
(3)若在斜面顶端再连接一光滑的半径R=x0的半圆轨道PQ,圆轨道与斜面最高点P相切,现让物块A以多大初速度从P点沿斜面下滑,才能使A与B碰后在斜面与圆弧间做往复运动?
(1)A、B相碰后瞬间的共同速度大小;
(2)A、B相碰前弹簧具有的弹性势能;
(3)若在斜面顶端再连接一光滑的半径R=x0的半圆轨道PQ,圆轨道与斜面最高点P相切,现让物块A以多大初速度从P点沿斜面下滑,才能使A与B碰后在斜面与圆弧间做往复运动?
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【推荐3】如图所示,在动摩擦因数为μ=0.50 的绝缘水平面上放置一质量为m=2.0×10-3kg的带正电的小滑块 A,所带电荷量为q=1.0×10-7C.在 A 的左边 l=0.9m 处放置一个质量M=6.0×10-3kg的不带电的小滑块 B,滑块 B 与左边竖直绝缘墙壁相距 s=0.05m,在水平面上方空间加一方向水平向左的匀强电场,电场强度为E= 4.0×105N/C.A 由静止开始向左滑动并与 B 发生碰撞,设碰撞过程的时间极短,碰撞后两滑块结合在一起共同运动并与墙壁相碰撞,在与墙壁碰撞时没有机械能损失,也没有电量的损失,且两滑块始终没有分开, 两滑块的体积大小可忽略不计.(g取10N/kg)
(1)试通过计算分析 A 和 B 的运动情况.
(2)两滑块在粗糙水平面上运动的整个过程中,由于摩擦而产生的热量是多少?(结果保留两位有效数字)
(1)试通过计算分析 A 和 B 的运动情况.
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【推荐1】如图所示,劲度系数k=100N/m的轻弹簧一端固定于水平面上,另一端连接物块A,物块B置于A上(不粘连),A、B质量均为1kg,开始时物块A和B处于静止状态,物块B的正上方h高处固定一水平的可在竖直方向上下移动的挡板。现对物块B施加方向始终向上、大小为F=10N的恒力,使A、B开始运动,已知A、B均可视为质点,B与挡板、A之间的碰撞均为弹性碰撞,且碰撞时间极短,弹簧的弹性势能(x为弹簧的形变量,k为弹簧的劲度系数),质量为m的质点做简谐运动的周期为(k为物体做简谐运动时的比例系数,即弹簧的劲度系数),重力加速度大小g=10m/s2。
(1)求A、B第一次分离时,A、B的速度大小;
(2)求A、B第一次分离后,若二者没有发生碰撞,物块A上升到最大高度时的加速度大小;
(3)若A、B第一次分离后,经过一段时间后二者恰好能够在第一次分离位置相碰,求h满足的条件;
(4)若,则B与A相碰后,求A第一次运动到最低点时A、B之间的距离。
(1)求A、B第一次分离时,A、B的速度大小;
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【推荐2】如图所示,一轻弹簧直立在地面上,其劲度系数为,弹簧的上端与小物块A连接在一起,下端固定在地面上。A的质量,g取,不计空气阻力。先将A向上抬高使弹簧伸长后从静止释放,A在竖直方向做简谐运动。求:
(1) A的振幅;
(2) A的最大速率。
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【推荐3】物理的简洁美、统一美和谐而浪漫。让我们一起来欣赏物理的美丽吧!
(1)地面附近一物体质量为m,从空中A点自由下落到地面上B点处,下落高度为h,地球质量为M,半径为R。试求在该过程中,重力势能变化量和引力势能变化量的表达式。忽略地球自转,已知从无穷远处移动质量为m的物体到距离地心为r处,万有引力做功,说明在什么情况下满足。
(2)劲度系数为k1的轻质弹簧上端固定,下端连一可视为质点的小物块,若以小物块的平衡位置为坐标原点O,以竖直向下为正方向建立坐标轴Ox,如图所示,用x表示小物块由平衡位置向下发生的位移。系统的总势能为重力势能与弹性势能之和。请你结合小物块的受力特点和求解变力做功的基本方法,以平衡位置为系统总势能的零势能参考点,推导小物块振动位移为x时系统总势能Ep的表达式。
(3)如图所示,质量分别为m1、m2的小球A、B以不同速度v₁、v₂同向运动, A 追上B并碰撞的过程中的作用力假定为恒力 F,作用时间为t,碰撞后两者速度分别为 、。请利用动量定理,寻找碰撞中的不变量,并予以证明。
(1)地面附近一物体质量为m,从空中A点自由下落到地面上B点处,下落高度为h,地球质量为M,半径为R。试求在该过程中,重力势能变化量和引力势能变化量的表达式。忽略地球自转,已知从无穷远处移动质量为m的物体到距离地心为r处,万有引力做功,说明在什么情况下满足。
(2)劲度系数为k1的轻质弹簧上端固定,下端连一可视为质点的小物块,若以小物块的平衡位置为坐标原点O,以竖直向下为正方向建立坐标轴Ox,如图所示,用x表示小物块由平衡位置向下发生的位移。系统的总势能为重力势能与弹性势能之和。请你结合小物块的受力特点和求解变力做功的基本方法,以平衡位置为系统总势能的零势能参考点,推导小物块振动位移为x时系统总势能Ep的表达式。
(3)如图所示,质量分别为m1、m2的小球A、B以不同速度v₁、v₂同向运动, A 追上B并碰撞的过程中的作用力假定为恒力 F,作用时间为t,碰撞后两者速度分别为 、。请利用动量定理,寻找碰撞中的不变量,并予以证明。
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