【題目】如圖所示是某游樂場(chǎng)過山車的娛樂裝置原理圖,弧形軌道末端與一個(gè)半徑為R的光滑圓軌道平滑連接,兩輛質(zhì)量均為m的相同小車(大小可忽略),中間夾住一輕彈簧后連接在一起,兩車從光滑弧形軌道上的某一高度由靜止滑下,當(dāng)兩車剛滑入圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí)連接兩車的掛鉤突然斷開,彈簧將兩車彈開,其中后車剛好停下,前車沿圓環(huán)軌道運(yùn)動(dòng)恰能越過圓弧軌道最高點(diǎn),求:
(1)前車被彈出時(shí)的速度;
(2)前車被彈出的過程中彈簧釋放的彈性勢(shì)能;
(3)兩車從靜止下滑到最低點(diǎn)的高度h.
【答案】
(1)解:設(shè)前車在最高點(diǎn)速度為v2,依題意有 (1)
設(shè)前車在最低位置與后車分離后速度為v1,根據(jù)機(jī)械能守恒得
(2)
由(1)(2)得:v1=
答:前車被彈出時(shí)的速度是
(2)解:設(shè)兩車分離前速度為v0,
由動(dòng)量守恒定律2mv0=mv1
得
設(shè)分離前彈簧彈性勢(shì)能Ep,根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得
答:前車被彈出的過程中彈簧釋放的彈性勢(shì)能是 ;
(3)解:兩車從h高處運(yùn)動(dòng)到最低處機(jī)械能守恒
答:兩車從靜止下滑到最低點(diǎn)的高度是
【解析】(1)前車沿圓環(huán)軌道運(yùn)動(dòng)恰能越過圓弧軌道最高點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律求出最高點(diǎn)速度,根據(jù)機(jī)械能守恒列出等式求解(2)由動(dòng)量守恒定律求出兩車分離前速度,根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒求解(3)兩車從h高處運(yùn)動(dòng)到最低處機(jī)械能守恒列出等式求解.
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用功能關(guān)系和能量守恒定律,掌握當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時(shí),物體的機(jī)械能守恒;重力對(duì)物體做的功等于物體重力勢(shì)能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動(dòng)能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1;能量守恒定律:能量既不會(huì)消滅,也不會(huì)創(chuàng)生,它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中,能量的總量保持不變即可以解答此題.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,兩塊較大的金屬板A、B相距為d ,分別接在電壓為U 的電源正、負(fù)極上。這時(shí)質(zhì)量為m,帶電量為-q的油滴恰好靜止在兩板之間,在其他條件不變的情況下,如果將兩板非常緩慢地水平錯(cuò)開一些,則在此過程中 ( )
A. 油滴靜止不動(dòng),電流計(jì)中的電流從a流向b
B. 油滴靜止不動(dòng),電流計(jì)中的電流從b流向a
C. 油滴向上加速運(yùn)動(dòng),電流計(jì)中的電流從b流向a
D. 油滴向下加速運(yùn)動(dòng),電流計(jì)中的電流從a流向b
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,甲、乙兩個(gè)高度相同的固定斜面,傾角分別為和,且.質(zhì)量為的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))分別從這兩個(gè)斜面的頂端由靜止沿斜面滑到底端,物體與這兩個(gè)斜面的動(dòng)摩擦因數(shù)均為.關(guān)于物體兩次下滑的全過程,下列說法中正確的是( )
A. 物體克服摩擦力所做的功相同
B. 物體重力勢(shì)能的變化量相同
C. 合力所做的功相同
D. 物體到達(dá)斜面底端時(shí),重力的功率相同
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】_______和_______是相互聯(lián)系著的,形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體,并從發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播,就形成了_______.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖是物體作直線運(yùn)動(dòng)的v-t圖象,下面說法中正確的是
A. 5 s末物體的加速度是2m/s2
B. 20s末物體的加速度為0
C. 40s時(shí)物體開始向反方向運(yùn)動(dòng)
D. 0-10s與40-60s內(nèi)物體的平均速度相同
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】下面關(guān)于閉合線圈中感應(yīng)電流的說法正確的是( ).
A.只要閉合線圈所在處空間的磁場(chǎng)發(fā)生變化,線圈內(nèi)就有感應(yīng)電流產(chǎn)生
B.只要穿過閉合線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈內(nèi)就有感應(yīng)電流產(chǎn)生
C.只要閉合線圈所圍面積和所在空間的磁場(chǎng)發(fā)生變化線圈內(nèi)就有感應(yīng)電流產(chǎn)生
D.以上結(jié)論都不正確
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】平均速度,體現(xiàn)了__________的思想方法.這是物理學(xué)中常用的科學(xué)方法.當(dāng)用簡(jiǎn)單的甲替代復(fù)雜的乙之后,產(chǎn)生的物理效果相同,從而使問題更容易解決.請(qǐng)?jiān)倥e出個(gè)實(shí)例,__________.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖甲所示,光滑水平面上停放著一輛表面粗糙的平板車,質(zhì)量為,與平板車上表面等高的平臺(tái)上有一質(zhì)量為的滑塊以水平初速度向著平板車滑來(lái),從滑塊剛滑上平板車開始計(jì)時(shí),之后它們的速度隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示,是滑塊在車上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,以下說法中正確的是( )
A. 滑塊與平板車最終滑離
B. 滑塊與增板車的質(zhì)量之比
C. 滑塊與平板車表面的動(dòng)摩擦因數(shù)為
D. 平板車上表面的長(zhǎng)度為
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,空間有一垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的足夠大勻強(qiáng)磁場(chǎng),一質(zhì)量為0.2 kg且足夠長(zhǎng)的絕緣木板靜止在光滑水平面上,在木板左端無(wú)初速度放置一質(zhì)量為0.1 kg、電荷量q=+0.2 C的滑塊,滑塊與絕緣木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,滑塊受到的最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力,F(xiàn)對(duì)木板施加方向水平向左,大小為0.6 N的恒力,g取10 m/s2,則滑塊的最大速度為________m/s;滑塊做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)間是____________s。
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