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题型:计算题 题类: 难易度:困难

山东省潍坊市2024届高三下学期物理三模试题

 如图所示,光滑水平平台AB右端与顺时针转动的水平传送带BC平滑无缝连接,BC长度L=2m。在平台AB上静止着abc三个小滑块,ab滑块间有一被压缩的轻弹簧(滑块与轻弹簧不拴接)。释放弹簧,弹簧与滑块ab分离后a的速度v0=4m/s(此时a未滑上传送带,b未与c碰撞),a从传送带右端离开后,落在水平地面上的D点,bc碰撞后结合在一起。已知abc的质量分别为ma=0.5kg、mb=0.2kg、mc=0.2kg,a与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,C点距地面高h=0.8m,滑块均可视为质点,g取10m/s2

(1)、求轻弹簧的最大弹性势能Ep
(2)、bc碰撞过程中损失的机械能;
(3)、若传送带的速度可在2m/s<v<8m/s间调节;求a落点DC点间水平距离x的大小(结果可以含有v);
(4)、a脱离弹簧后,将弹簧撤去,并立即在a的左侧固定一竖直挡板,同时传送带调整为以4m/s的速度逆时针方向转动(此时a还没有滑上传送带),后续a每次与挡板相碰,均以碰前速度的一半反弹,求a在传动带上相对传送带运动的总路程s
举一反三
建筑工程中的“打桩”是利用重锤的冲击克服泥土对桩柱的阻力,使桩柱插入泥土到达预定深度的过程.如图甲所示,设打桩机重锤的质量为m,桩柱的质量为M。打桩过程可简化如下:桩柱下端开始时在地表面没有进入泥土,提升重锤到距离桩柱上端h高度后使其自由落下,重锤撞击桩柱上端,经极短时间的撞击使两者以共同的速度一起向下移动一段距离后停止。然后再次提升重锤,重复打桩过程,逐渐把桩柱打到预定深度。设桩柱向下移动的过程中泥土对桩柱的阻力f的大小与桩柱打入泥土中的深度x成正比,其函数表达式f=kx(k为大于0的常量,具体值未知),f-x图象如图乙所示.已知重力加速度大小为g。

(1)求重锤与桩柱第一次碰撞后瞬间的共同速度大小;

(2)图象法和比较法是研究物理问题的重要方法,例如从教科书中我们明白了由v-t图象求直线运动位移的思想和方法,请你借鉴此方法,根据图示的f-x图象结合函数式f=kx,分析推导在第一次打桩将桩柱打入泥土的过程中阻力所做的功与桩柱打入泥土深度的关系式;并将泥土对桩柱的阻力与你熟悉的弹簧弹力进行比较,从做功与能量转化的角度简要说明泥土对桩柱的阻力做功和弹簧弹力做功的不同;

(3)若重锤与桩柱第一次的撞击能把桩柱打入泥土中的深度为d,试求常量k的大小.

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