一轻质弹簧竖直地固定在水平地面上,一小球从A点自由落下,小球落到B点开始压缩弹簧,小球落到C点时将弹簧压到最短长度,此后开始反弹.已知小球质量为m=0.1kg,
题型:不详难度:来源:
一轻质弹簧竖直地固定在水平地面上,一小球从A点自由落下,小球落到B点开始压缩弹簧,小球落到C点时将弹簧压到最短长度,此后开始反弹.已知小球质量为m=0.1kg,BC=0.1m,AB=0.2m,空气阻力不计,弹簧发生的是弹性形变,取弹簧为原长时的弹性势能为0.g=10m/s2. 求(1)上述过程中弹簧的最大弹性势能Epm; (2)弹簧的劲度系数k; (3)上述过程中小球的最大动能Ekm. |
答案
(1)小球从A到C的过程,根据系统的机械能守恒得 弹簧的最大弹性势能Epm=mg(AB+BC)=1×0.3J=0.3J (2)由 Epm=k(BC)2得,k==N/m=60N/m (3)当小球所受的重力与弹簧的弹力大小相等时,小球的动能最大,设此时弹簧的压缩量为x,则有 mg=kx 根据系统机械能守恒得 mg(AB+x)=kx2+Ekm,联立上两式得:Ekm=0.204J 答:(1)上述过程中弹簧的最大弹性势能Epm是0.3J. (2)弹簧的劲度系数k是60N/m; (3)上述过程中小球的最大动能Ekm是0.204J. |
举一反三
如图所示长木板A放在光滑的水平地面上,物体B以水平速度冲上A后,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上,则从B冲到木板A上到相对板A静止的过程中,下述说法中正确是( )A.物体B动能的减少量等于系统损失的机械能 | B.物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量 | C.物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和 | D.摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量 |
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质量为m的子弹,以水平速度v射入静止在光滑水平面上质量为M的木块,并留在其中,下列说法正确的是( )A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等 | B.阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等mgh | C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等 | D.子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功 |
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一个电子在静电场中运动,且只受电场力作用,则在一段时间内( )A.电子的动量大小一定增大 | B.电子的动能可能减小 | C.电子的速率一定减小 | D.电子一定作匀变速运动 |
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飞行时间质谱仪可对气体分子进行分析.如图所示,在真空状态下,脉冲阀P喷出微量气体,经激光照射产生电荷量为q、质量为m的正离子,自a板小孔进入a、b间的加速电场,从b板小孔射出,沿中线方向进入M、N板间的偏转控制区,到达探测器.已知a、b板间距为d,极板M、N的长度和间距均为L.不计离子重力及进入a板时的初速度.(1)当a、b间的电压为U1,在M、N间加上适当的电压U2,使离子到达探测器.求离子到达探测器的全部飞行时间. (2)为保证离子不打在极板上,试求U2与U1的关系. |
如图所示为两组平行板金属板,一组竖直放置,一组水平放置,今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点,经电压U0加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间,若电子从两块水平平行板的正中间射入,且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出,A、B分别为两块竖直板的中点,求: (1)电子通过B点时的速度大小; (2)右侧平行金属板的长度; (3)电子穿出右侧平行金属板时的动能. |
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