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如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量...

如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点.试

求:

(1)弹簧开始时的弹性势能;

(2)物块从B点运动至C点克服阻力做的功.

 

(1)弹簧开始时的弹性势能3mgR (2)块从B点运动至C点克服阻力做的功0.5mgR. 【解析】 试题分析:(1)研究物体经过B点的状态,根据牛顿运动定律求出物体经过B点的速度,得到物体的动能,物体从A点至B点的过程中机械能守恒定律,弹簧的弹性势能等于体经过B点的动能; (2)物体恰好到达C点时,由重力充当向心力,由牛顿第二定律求出C点的速度,物体从B到C的过程,运用动能定理求解克服阻力做的功; 【解析】 (1)物块在B点时,由牛顿第二定律得:, 由题意:FN=7mg 物体经过B点的动能: 在物体从A点至B点的过程中,根据机械能守恒定律,弹簧的弹性势能:Ep=EkB=3mgR. (2)物体到达C点仅受重力mg,根据牛顿第二定律有:, 物体从B点到C点只有重力和阻力做功,根据动能定理有:W阻﹣mg•2R=EkC﹣EkB 解得:W阻=﹣0.5mgR 所以物体从B点运动至C点克服阻力做的功为:W=0.5mgR. 答:(1)弹簧开始时的弹性势能3mgR (2)块从B点运动至C点克服阻力做的功0.5mgR.  
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考点分析:
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一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高为h处的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量m的一钢球接触,当弹簧处于自然长度时,钢球恰好在桌子的边缘,如图1所示,让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,钢球在空中飞行后落到水平地面,水平距离是L

1)若钢球某次在空中飞行后落到水平地面的P点,如图2所示,则水平距离L=     cm

2)弹簧的弹性势能EP与钢球质量m、桌面离地的高度h,水平距离L等物理量的关系式是:EP=    (用mhLg符号表示).

 

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在验证机械能守恒定律实验时:

1)关于本实验的叙述中,正确的有

A.打点计时器安装时要使两限孔位于同一竖直线上并安装稳定,以减少纸带下落过程中的阻力

B.需用天平测出重锤的质量

C.打点计时器用四节干电池串联而成的电池组作为电源

D.用手托着重锤,先闭合打点计时器的电源开关,然后释放重锤

 

E、打出的纸带中,只要点迹清晰,就可以运用公式mg△h=mv2,来验证机械能是否守恒

F、验证机械能是否守恒必须先确定重力势能的参考平面

2)验证机械能是否守恒时,实验中计算某一点的速度,甲同学用v=gt来计算,乙同学用vn=来计算.其中     同学的计算方法更符合实验要求.重力加速度g的数值,甲同学用9.8m/s2代入,乙同学用通过对纸带分析计算出重锤下落的实际加速度代入,丙同学用当地的实际重力加速度代入,其中     同学的做法是正确的.

3)甲同学实验计算结果时发现重物重力势能的减少量△Ep略大于动能的增加量△Ek,乙同学发现△Ep△Ek,实验过程中肯定存在错误的是     同学.本实验中引起误差的主要原因是    

 

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图为静电除尘机理的示意图,尘埃在电场中通过某种机制带电,在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积,以达到除尘目的,下列表述正确的是(  )

A.到达集尘极的尘埃带正电荷

B.电场方向由集尘极指向放电极

C.带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同

D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大

 

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图中虚线为一组间距相等的同心圆,圆心处固定一带正电的点电荷.一带电粒子以一定初速度射入电场,实线为粒子仅在电场力作用下的运动轨迹,a、b、c三点是实线与虚线的交点.则该粒子(  )

A.带负电

B.在c点受力最大

C.在b点的电势能大于在c点的电势能

D.由a点到b点的动能变化大于由b点到c点的动能变化

 

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如图所示,一个电量为﹣Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点.另一个电荷量为+q及质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,运动到B点时的速度为v,且为运动过程中速度最小值.已知点电荷乙与水平面的动摩擦因数为μ,AB间距离为L0,静电力常量为k,则下列说法正确的是(  )

A.点电荷乙从A点运动到B点的过程中,加速度逐渐减小

B.OB间的距离为

C.点电荷乙越过B点向左运动,其电势能仍增多

D.在点电荷甲形成的电场中,AB间电势差UAB=

 

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