平抛一物体，落地时速度方向与水平方向的夹角为θ.取地面为参考平面，则物体被抛出时，其重力势能和动能之比为

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平抛一物体，落地时速度方向与水平方向的夹角为θ.取地面为参考平面，则物体被抛出时，其重力势能和动能之比为（）

A．

B．

C．

D．

答案

解析

设物体抛出点的高度为h，初速度为v₀，则落地时速度为v=v₀／cosθ，平抛过程只有重力做功，物体机械能守恒，得mgh+

mv₀²=

mv²=

m，所以mgh=

mv₀²·tan²θ.

举一反三

如图5－3－4所示，长为L的细绳，一端系着一只小球，另一端悬于O点，将小球由图示位置由静止释放，当摆到O点正下方时，绳被小钉挡住.当钉子分别处于图中A、B、C三个不同位置时，小球继续摆的最大高度分别为h₁、h₂、h₃，则（）

A．h₁＞h₂＞h₃	B．h₁=h₂=h₃
C．h₁＞h₂=h₃	D．h₁=h₂＞h₃

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设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务，乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱，如图所示．为了安全，返回舱与轨道舱对接时，必须具有相同的速度．求该宇航员乘坐的返回舱至少需要获得多少能量，才能返回轨道舱？

已知：返回过程中需克服火星引力做功

，返回舱与人的总质量为m，火星表面重力加速度为g，火星半径为R，轨道舱到火星中心的距离为r；不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响．

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已知A、B两物块的质量分别为m和3m，用一轻质弹簧连接，放在光滑水平面上，使B物块紧挨在墙壁上，现用力推物块A压缩弹簧（如图所示）．这个过程中外力F做功为W，待系统静止后，突然撤去外力．在求弹簧第一次恢复原长时A、B的速度各为多大时，有同学求解如下：

解：设弹簧第一次恢复原长时A、B的速度大小分别为v_A、v_B
系统动量守恒：0=mv_A＋3mv_B
系统机械能守恒：W=

解得：

；

（“－”表示B的速度方向与A的速度方向相反）
（1）你认为该同学的求解是否正确．如果正确，请说明理由；如果不正确，也请说明理由并给出正确解答．
（2）当A、B间的距离最大时，系统的弹性势能E_P=？

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如图所示，一轻绳穿过光的定滑轮，两端各拴一小物块，它们的质量分别为m₁、m₂，已知m₂=3m₁，起始时m₁放在地上，m₂离地面高度为h=1.00m，绳子处于拉直状态，然后放手，设物块与地面相碰时完全没有弹起（地面为水平沙地），绳不可伸长，绳中各处拉力均相同，在突然提拉物块时绳的速度与物块相同，试求m₂所走的全部路程（取三位有效数字）．

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如图所示，光滑水平面上有一质量M＝4.0kg的平板车，车的上表面右侧是一段长L＝1.0m的水平轨道，水平轨道左侧连一半径R=0.25m的1/4光滑圆弧轨道，圆弧轨道与水平轨道在O^/点相切．车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧，一质量m＝1.0kg的小物块紧靠弹簧，小物块

与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.5．整个装置处于静止状态，现将弹簧解除锁定，小物块被弹出，恰能到达圆弧轨道的最高点A，g取10m/s²．求：
（1）解除锁定前弹簧的弹性势能；
（2）小物块第二次经过O^/点时的速度大小；
（3）最终小物块与车相对静止时距O^/点的距离．

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