如图所示,A、B两个矩形小木块用轻弹簧连接静止在水平地面上,弹簧的劲度系数为k, 木块A和木块B的质量均为m。若用力将木块A缓慢地竖直向上提起,一直到木块B刚好
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如图所示,A、B两个矩形小木块用轻弹簧连接静止在水平地面上,弹簧的劲度系数为k, 木块A和木块B的质量均为m。若用力将木块A缓慢地竖直向上提起,一直到木块B刚好
题型:不详
难度:
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如图所示,A、B两个矩形小木块用轻弹簧连接静止在水平地面上,弹簧的劲度系数为k, 木块A和木块B的质量均为m。若用力将木块A缓慢地竖直向上提起,一直到木块B刚好要离开水平地面时释放木块,木块A将在竖直方向做简谐振动,木块B始终不离开地面。求:木块A做简谐振动时的振幅、最大加速度和最大速度。
答案
(1)
(2)加速度最大
(3)
解析
试题分析:(1)刚释放A时,弹簧伸长X1,F1=mg=KX1
A平衡时,弹簧压缩X2,F2=mg=KX2,
(2)刚释放A时,其加速度最大,则
(3)A经平衡位置时速度最大,A刚释放和经平衡位置时,
,弹性势能相等,由动能定理,得
解得
点评:本题是动量和能量相结合的题目,难度较大,在解决本题的时候要注意B刚要离开地面是指B的受力刚好为零的时刻,在第二问中,抓住B刚好离开地面这一个条件,也就是前后两次在碰撞之后A离开地面的高度是相同的.
举一反三
如图所示,P是倾角为30°的光滑固定斜面.劲度系数为k的轻弹簧一端固定在斜面底端的固定挡板C上,另一端与质量为m的物块A相连接.细绳的一端系在物体A上,细绳跨过不计质量和摩擦的定滑轮,另一端有一个不计质量的小挂钩.小挂钩不挂任何物体时,物体A处于静止状态,细绳与斜面平行.在小挂钩上轻轻挂上一个质量也为m的物块B后,物块A沿斜面向上运动.斜面足够长,运动过程中B始终未接触地面.已知重力加速度为g,问:
(1)求物块A刚开始运动时的加速度大小a.
(2)设物块A沿斜面上升通过Q点位置时速度最大,求Q点到出发点的距离x
0
及最大速度v
m
.
(3)把物块B的质量变为原来的N倍(N>0.5),小明同学认为,只要N足够大,就可以使物块A沿斜面上滑到Q点时的速度增大到2v
m
,你认为是否正确?如果正确,请说明理由,如果不正确,请求出A沿斜面上升到Q点位置的速度的范围.
题型:不详
难度:
|
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A、B两球质量分别为m
1
与m
2
,用一劲度系数为K的弹簧相连,一长为l
1
的细线与m
1
相连,置于水平光滑桌面上,细线的另一端拴在竖直轴OO`上,如图所示,当m
1
与m
2
均以角速度w绕OO`做匀速圆周运动时,弹簧长度为l
2
。求:
(1)此时弹簧伸长量多大?绳子张力多大?
(2)将线突然烧断瞬间两球加速度各多大?
题型:不详
难度:
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如图所示,质量为
M
、
倾角为
α
的斜面体(斜面光滑且足够长)放在粗糙的水平地面上,底部与地面的动摩擦因数为
μ
,斜面顶端与劲度系数为
k
、自然长度为
l
的轻质弹簧相连,弹簧的另一端连接着质量为
m
的物块。压缩弹簧使其长度为
时将物块由静止开始释放,且物块在以后的运动中,斜面体始终处于静止状态。重力加速度为
。
(1)求物块处于平衡位置时弹簧的长度;
(2)选物块的平衡位置为坐标原点,沿斜面向下为正方向建立坐标轴,用
x
表示物块相对于平衡位置的位移,证明物块做简谐运动;
(3)求弹簧的最大伸长量;
(4)为使斜面始终处于静止状态,动摩擦因数
μ
应满足什么条件(假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力)?
题型:不详
难度:
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如图所示,一质量不计的轻质弹簧竖立在地面上,弹簧的上端与盒子A连接在一起,下端固定在地面上。盒子内装一个光滑小球,盒子内腔为正方体,一直径略小于此正方体边长的金属圆球B恰好能放在盒内,已知弹簧的劲度系数k=400N/m,A和B的质量均为
2kg,将A向上提高使弹簧从自由长度开始伸长
10cm后,从静止释放,不计空气阻力,A和B一起做竖直方向的简谐运动。取g = 10m/s
2
。已知弹簧处在弹性限度内,对于同一弹簧,其弹性势能只决定于其形变的大小。试求:
(1)在平衡位置时弹簧的压缩量
和盒子A的振幅
;
(2)盒子A运动到最高点时,A对B的作用力方向(不要求写出判断的理由);
(3)小球B的最大速度
。
题型:不详
难度:
|
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用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上做匀加速直线运动的加速度。该装置是在矩形箱子的前、后壁上各安装一个由力敏电阻组成的压力传感器。用两根相同的轻弹簧夹着一个质量为2.0kg的滑块,滑块可无摩擦的滑动,两弹簧的另一端分别压在传感器a、b上,其压力大小可直接从传感器的液晶显示屏上读出。现将装置沿运动方向固定在汽车上,传感器b在前,传感器a在后,汽车静止时,传感器a、b的示数均为10N(取
)
(1)若传感器a的示数为14N,b的示数为6.0N,求此时汽车的加速度大小和方向。
(2)当汽车以怎样的加速度运动时,传感器a的示数为零。
题型:不详
难度:
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