高中物理闭合电路中的能量转化计算题

如图，A、B、C三个木块的质量均为m，置于光滑的水平桌面上，B、C之间有一轻质弹簧，弹簧的两端与木块接触而不固连．将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连，使弹簧不能伸展，以至于B、C可视为一个整体．现A以初速度v₀沿B、C的连线方向朝B运动，与B相碰并粘合在一起．以后细线突然断开，弹簧伸展，从而使C与A、B分离．已知离开弹簧后C的速度恰好为v₀．求弹簧释放的势能．

如图所示，为一传送装置，其中AB段粗糙，AB段长为L=0.2m，动摩擦因数，BC、DEN段均可视为光滑，且BC的始末端均水平，具有h=0.1m的高度差，DEN是半径为r=0.4m的半圆形轨道，其直径DN沿竖直方向，C位于DN竖直线上，CD间的距离恰能让小球自由通过，在左端竖直墙上固定有一轻质弹簧，现有一可视为质点的小球，小球质量m=0.2kg，压缩轻质弹簧至A点后静止释放（小球和弹簧不黏连），小球刚好能沿DEN轨道滑下，求：

（1）小球刚好能通过D点时速度的大小。
（2）小球到达N点时速度的大小及受到轨道的支持力的大小
（3）压缩的弹簧所具有的弹性势能

如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C。(不计空气阻力)试求：

(1)物体在A点时弹簧的弹性势能；
(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能。

在光滑的水平地面上静止着一质量M＝0.4kg的薄木板，一个质量m＝0.2kg的木块(可视为质点)以v₀＝4m/s的速度，从木板左端滑上，一段时间后，又从木板上滑下(不计木块滑下时的机械能损失)，两物体仍沿直线继续向前运动，从木块与木板刚刚分离开始计时，经时间t＝3.0s，两物体之间的距离增加了s＝3m，已知木块与木板的动摩擦因数μ＝0.4，求薄木板的长度．

如图所示，质量为M=384g的木块放在光滑的水平面上，质量为m =20g的子弹以速度v₀沿水平方向射中木块,并最终停留在木块中与木块一起以速度v运动。当子弹进入木块的深度为d=0.1m时两者相对静止，这时木块前进的距离为X=0.4m，若木块对子弹的摩擦阻力大小为F_f = 48N视为恒力，试求：

木块对子弹做的功W₁和子弹对木块做的功W₂
子弹与木块的最终速度v和子弹的初速度v₀。

如图所示，水平传送带在电劫机的带动下，始终保持v的速度运行。质量为m的工件（可视为质点）轻轻放在传送带上，过一会儿与传送带相对静止。对于这个过程，求：电动机由于传送工件多消耗的电能。

某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示，赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在平直轨道上运动到C点，并越过壕沟。已知赛车质量m=0.1kg，通电后以额定功率P=1.4W工作，水平轨道的摩擦阻力恒为0.20N。图中L=10.0m，BC=1.5m，R=0.32m，h=1.25m，S=1.5m。重力加速度g取10m/s²。求：

（1）赛车要越过壕沟，离开C点的速度至少多大？
（2）赛车要通过光滑竖直轨道，刚进入B点时的最小速度多大？赛车的电动机在AB段至少工作多长时间？
（3）要使赛车完成比赛，赛车离开光滑竖直轨道后，电动机在BC段是否还要继续工作？（要通过计算回答）